去磷技术综述.doc

1.引言1.1城市污水除磷的必要性在静止的或流动缓慢的水体中，如果磷的浓度过高，会造成水体的富营养化，其危害已众所周知，水体的富营养化现象已成为人类所面临的严重的水环境问题之一。国际上的经验表明，城市污水磷含量约占流入地表水体总磷负荷的34%，因此降低城市污水中磷含量是防止水体富营养化的主要途径之一。近年来，国家相继颁布实施的污水综合排放标准（GB 8978-1996）和城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）规定了非常严格的磷酸盐排放标准，因此城市污水处理厂必须考虑除磷处理。1.2污水除磷方法分类自上世纪六十年代在大规模污水处理厂发现除磷现象并展开除磷技术研究以来，国际和国内相继取得一些技术成果，并应用于城市污水处理。根据工作机理不同，对磷的去除主要有三种方法：分别是化学除磷、生物除磷、物理除磷。其中化学除磷或化学辅助生物除磷在国外应用比较广泛。例如，美国五大湖地区对磷的排放要求非常严格，这一地区的污水厂一般均采用化学为主或生物为主化学为辅的除磷措施；在丹麦，则是生物除磷辅以化学除磷；在瑞典则以化学除磷为主，几乎没有污水厂采用生物除磷工艺。而国内建设比较早的污水厂都没有除磷措施，1998年1月1日起建设（包括改、扩建）的污水处理厂主要采用生物除磷技术。据对全国范围内一百多座污水处理厂的调查统计，大部分污水厂均采用生物法进行污水除磷，仅有淮阴市四季青污水处理厂和南京市江心洲污水处理厂采用物理沉淀法、唐山西郊污水处理厂和上海奉贤县南桥污水处理厂采用生化法、香港昂船洲污水处理厂采用化学法进行污水处理。 2.污水化学除磷工艺2.1化学除磷机理化学除磷是通过化学沉析过程完成的，该工艺是将无机金属盐药剂如铁盐、铝盐等或石灰投加到污水中，使其与磷酸盐形成颗粒状、非溶解性的物质。药剂的投加点可以在一沉池或二沉池之前，可以在两处投加，也可以投加到三级处理的澄清池之前。化学沉析过程涉及的是相转移过程，反应方程举例如下式：FeCl3+K3PO43KCl+ FePO4实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，化学沉析和化学絮凝是有差异的。污水沉析反应可以简单的理解为水中溶解状的物质（大部分是离子状物质）转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的。絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。利用沉析工艺实现相的转换时，应向污水中投加溶解性的金属盐药剂，一方面使溶解性的磷酸盐转换成为非溶解性的磷酸金属盐，同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)；另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固液分离步骤，得到净化的污水和固液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。2.2化学除磷工艺分类在污水处理中，化学除磷工艺很少单独应用，它一般是与生物处理结合起来使用，以满足污水综合排放标准各项指标要求。按照化学药剂在二级生物处理系统中投加地点不同，化学除磷工艺可分为预沉淀、同时沉淀和后沉淀，另外还有应用于一级强化处理的直接沉淀工艺，以及在预沉淀工艺基础上进一步发展起来的LE工艺。Phostrip工艺与以上几种工艺不同，它的除磷工艺在活性污泥回流的侧流系统中。活性污泥回流的侧流流量通常为进水流量的10-30%。2.2.1预沉淀预沉淀工艺是将混凝剂投加在沉砂池中，或者初次沉淀池的进水渠(管)中，一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要，产生的沉析产物(大块状絮凝体)在一次沉淀池中通过沉淀被分离。预沉淀工艺特别适合于现有污水处理厂的改建，因为通过这一工艺步骤不仅可以去除磷，而且可以减少生物处理设施的负荷。常用的药剂主要是铝盐、三价铁盐等，不能采用亚铁盐、石灰。预沉淀工艺流程：2.2.2同时沉淀同时沉淀是使用最广泛的化学除磷工艺，在国外约占所有化学除磷工艺的50%。其工艺是将混凝剂投加在曝气池出水或二次沉淀池进水中，个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠(管)中。当采用生物转盘工艺时，情况和活性污泥法类似，但对于生物滤池工艺能否将药剂投加在二次沉淀池进水中尚值得探讨。同时沉淀工艺流程：2.2.3后沉淀后沉淀是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物设施相分离的设施中进行，因而也就有二段法工艺的说法。一般将沉析药剂投加到二次沉淀池后的一个混合池(M池)中，并在其后设置絮凝池(F池)和沉淀池(或气浮池)。 采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷，但因为需恒定供应空气而运转费用较高。后沉淀工艺流程：2.2.4 LE低能耗工艺LE工艺是预沉淀工艺的进一步发展，它是化学除磷与后置反硝化脱氮生化处理相结合的工艺。LE工艺流程：2.2.5直接沉淀（一级强化处理）直接沉淀工艺是指污水在经机械格栅和除砂后仅经沉淀处理。直接沉淀工艺流程：2.3 化学除磷特点2.3.1五种化学除磷工艺指标分析除磷工艺 指标预沉淀同时沉淀后沉淀LE直接沉淀总水力停留时间（Hr）911.5121234混凝剂宜采用铝盐、三价铁盐三价铁盐、亚铁盐、铝盐铝盐、石灰三价铁盐铝盐、三价铁盐铝盐、石灰三价铁盐不宜采用亚铁盐、石灰石灰亚铁盐亚铁盐、石灰亚铁盐去除效率 SS90%90%90%90%90%BOD90%90%90%90%75%总磷90%90%95%95%90%总氮25%25%25%75%25%2.3.2化学除磷优点1、除磷效率可靠，具有完整的技术文献和资料。2、药剂投量取决于进水磷浓度和出水要求，除磷过程的控制简单。3、可以采用钢铁厂酸洗废液作为铁盐的来源，此时药剂费用可大幅度降低。4、当采用石灰作混凝剂时，石灰投量取决于进水的碱度，通过pH值控制，与进水的磷浓度无关，还可以同时去除多种重金属。5、投药点在初沉池时，可以降低二级处