浅析生物法与化学生物法除磷比较3000.docx

浅析生物法与化学生物法除磷比较【摘要】随着我国环境保护意识的不断增强，对水的排放标准也越来越高。针对目前我国部分污水处理厂还无法达到国家对排水标准的要求，本文分别对生物法除磷和化学生物法除磷进行了从技术原理到工艺流程再到实际应用等各方面的分析，以期达到提高我国污水除磷水平的目的。【关键词】生物除磷；化学除磷；比较分析一引言随着工业生产的发展，使得水体中磷的含量正在不断增高，直接导致水体富营养化问题日益严重。由于我国在环境保护方面的意识不断提高，对水的排放标准也越来越高。因此我国在2002年重新修改了城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918一2002)规定一级A标准总磷含量应低于0. 5mg/L1，然而目前我国部分污水处理厂还无法达到这个排放标准。因此，研究水体的强化除磷势在必行。水中磷的污染主要来自含磷洗涤剂、生活污水及各类富含磷酸盐的化工产品，一般以正磷酸盐和聚磷酸盐为主要存在形式，而正磷酸盐非常容易与金属离子结合，产生金属沉淀物。聚磷酸盐则极易被沉淀物形成的絮体吸附。由于脱氮只能靠生物法去除, 而除磷既可以采用生物除磷, 也可以采用化学除磷。文章将对目前已有的生物法除磷和化学生物法除磷分别进行分析。二生物法除磷生物除磷技术在上世纪八十年代的欧洲得到了较为广泛的应用，近年来，人们对生物除磷进行了深入的研究，并设计了多种生物除磷工艺。对于这一较为传统的除磷技术笔者将在原理、工艺及应用三方面阐述。1.生物法除磷的原理生物法除磷的主要分为：聚磷菌和反硝化聚磷菌两种。以聚磷菌为主的生物除磷，其原理是根据聚磷菌在厌氧状态下释磷，在好氧状态下吸磷，最后以排泥的形式来实现除磷。厌氧状态下的聚磷菌吸收类似于羟基丁酸的低分子脂肪酸的化学需氧量发酵物，利用自身聚磷酸盐分解产生的能量来释放磷。在好氧状态下，聚磷菌利用分解羟基丁酸产生的能量，将磷酸盐转化为聚磷酸盐，从而产生含磷很高的污泥，最后将污泥排出以达到除磷的目的2。以反硝化聚磷菌为主的生物除磷，其原理是利用聚磷酸盐水解产生的能量，将溶解性有机碳源转化为低分子挥发性有机酸，然后吸收该有机酸，以羟基丁酸的形式寄存体内。当反硝化聚磷菌为处于缺氧状态时，依靠体内羟基丁酸分解产生的能量，以性污泥的形式向体外释放磷。2.生物法除磷的工艺传统的A/O除磷工艺效率不高，因此使用过程中需要增加缺氧池来提高除磷的效果，但排除的污泥中含有较高的硝酸盐，回流到厌氧区后影响除磷效果。这种除磷工艺需要消耗大量的有机碳，产生的污泥非常多，并且污泥中滋生的其他菌类还会影响除磷的效果。目前，以反硝化聚磷菌为主的生物法除磷较为常用，它将产生的污泥分为单污泥和双污泥，单污泥中除反硝化聚磷菌外的其他菌类共同生存于同一个环境，但对除磷效果影响不大，将硝化菌和反硝化聚磷菌分开，放置于适合各自生存的环境，以提高其除磷效率。生物法除磷在实际使用过程中，尽管整体的运行成本较低, 并且在合适的工艺流程和设备参数条件下对磷的去除率较高, 但生物法除磷的不稳定性较大,难以控制去磷效果，并且实践中发现该技术对水体中的有机物浓度依赖性较高, 当污水中的有机物含量较低或磷含量较高时, 处理后排出的水很难达到磷的排放标准（低于0.5mg/L） 。因而需要进行二次除磷。三化学生物法除磷生物化学法去除城市污水中磷的含量是结合的城市污水处理新技术，基于传统除磷工艺的不足，是一项由生物处理与化学处理相结合的工艺。近年来，生物化学法除磷已逐渐普遍应用于除磷工艺中。1.化学生物法除磷的原理化学生物除磷就是在生物除磷过程中加入化学试剂，使化学试剂和磷酸盐发生化学反应，最后生成不溶于水的磷酸盐沉淀物，从而达到除磷的目的。与生物除磷技术相较而言，由于生物法是通过聚磷菌对磷的强吸附作用，其除磷效果与污泥排放量和泥含磷量有直接的关联，因而化学生物法除磷时受到的外界影响较小。2.化学生物法除磷的工艺技术由于化学生物法除磷技术是在沉淀池和曝气池中加入化学试剂的特点，因而此技术在应用过程中可减少混凝池。化学生物除磷技术中使用的化学试剂一般为亚铁盐和铝盐，能对有机物的固态和液态进行分离，该试剂加到生化池的首末两端，最终的出水磷浓度一般0.5mg/L.对于将微生物和化学试剂一起使用的工艺技术，其效果能得到显著的提高，而且化学试剂的使用不但不会降低生物吸附磷的功效，还是得产生的含磷沉淀物更易清除3。目前国外污水处理厂在曝气池中投入混凝剂是起到辅助除磷，使传统除磷工艺的除磷能力更强。有数据显示，生物化学除磷工艺约占生物除磷工艺的60%。西班牙污水处理厂能去除50% 以上的磷，污水中剩余的磷通过加入钙盐、铁盐和铝盐等进行二次处理，以达到最终排出的水中磷的含量小于0.5mg/L。德国的Brabor污水处理厂自从将原来的活性污泥法改为A/O 工艺后，在除磷过程中加入三氯化铁达到了NPDES 要求的年平均排水含磷浓度低于0.2mg/L的技术标准。有研究表明，在丹麦即使是冬季，如果对脱氮或硝化做出要求,其排出的水中的磷浓度都小于0.5mg/L4。四生物法与化学生物法除磷的比较目前较常用的除磷方法主要是生物法和化学法，或者也可以说有第三种，就是将生物和化学结合使用的方法。通过以上的阐述，我们可以清楚地发现，生物法对磷的去除率基本都能达到70% 左右，能够符合污水的排放标准，其过程中产生的污泥量也明显少于使用化学试剂产生的沉淀物，但生物除磷存在磷的二次释放，造成水处理后的二次污染的可能性。使用化学试剂除磷则能可靠而高效地去除水中磷的含量。对于城市生活污水在使用传统工艺进行去磷处理过程中，排出的富磷污泥需要经过厌氧消化，消化液中仍然会存留高浓度的磷。将化学除磷技术与生物除磷技术分开独立使用时，能够比较容易控制除磷的流程和效果，而且在化学试剂或微生物的选择上也会有更大的空间。如果能将生物技术与化学技术结合在一起使用，即在微生物中加入合适的化学试剂，则可以有效地减少除磷的工艺流程和操作工序，并且极大地提高除磷效果。使用生物法除磷工艺技术中，存在微生物的好氧吸磷和厌氧放磷的过程，这同时也属于物理性吸附作用，而化学试剂的使用也是利用不溶于水的物质沉淀机理。化学生物法除磷技术就是将化学除磷与生物除磷的工艺相结合，其除磷效果远高于单一技术的运用。因此, 化学生物法可极大地提升除磷的效率. 但在实际运用过程中，对于化学法除磷技术和生物法除磷技术或是化学生物法除磷技术的具体选择上，应该分开考虑，视规模、含磷量、处理要求、工作人员操作水平等具体实际情况加以综合分析。.五结束语随着工业生产的发展，使得水体中磷的含量正在不断增高，直接导致水体富营养化问题日益严重。由于我国在环境保护方面的意识不断提高，对水的排放标准也越来越高。因此我国在2002年重新修改了城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918一2002)规定一级A标准总磷含量应低于0. 5mg/L，然而目前我国部分污水处理厂还无法达到这个排放标准。化学生物法除磷技术就是将化学除磷与生物除磷的工艺相结合，其除磷效果远高于单一技术的运用。因此, 化学生物法可极大地提升除磷的效率.【参考文献】1陈华. 化学沉淀法除磷与生物法除磷比较J. 上海环境科学, 1997,1