【《污水除磷处理技术及发展趋势研究文献综述》2200字】

--污水除磷处理技术及发展趋势研究文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u25589污水除磷处理技术及发展趋势研究文献综述 1149221.1.1物理化学法除磷 144851.1.2生物法除磷 2225491.1.3吸附法除磷 3目前，国内外广泛运用的除磷方法主要有物理化学方法、生物法和吸附法。物理化学法除磷物理化学法除磷主要包括化学沉淀法[22-24]、离子交换法[25,26]、结晶法[27,28]、膜分离法[29-31]等。化学沉淀法化学沉淀法是一种简单有效的除磷方法，向含磷废水中投加化学试剂以达到除磷效果，常用的化学试剂为金属盐类，通常为铁盐、钙盐、铝盐三大类。除磷原理为金属盐类与磷酸盐在水中发生化学反应形成不溶于水的固体沉淀物或氢氧化物絮状体，再进行固液分离从而去除污水中的磷[32]。化学沉淀法需要消耗大量的化学试剂，药剂成本高，并产生大量且易造成二次污染的污泥等缺点，不久即被生物处理所取代。到了20世纪80年代，为进一步提高污水中的有机物和磷的去除率，化学沉淀又重新开始得到重视。新型混凝剂的开发、与生物法联用等改进方法己得到了广泛研究，但是，其需投加大量的化学试剂和产生大量污泥的缺陷仍未得到有效的解决[33]。离子交换法离子交换法除磷是利用多孔阴离子交换树脂，选择性地吸收污水中的磷元素，反应的方程为:H2P离子交换法除磷在处理污水的过程中，主要使用树脂作为离子交换剂，存在吸附容量低、选择性性差等问题，还可能由于吸收了其它离子而失效中毒等一系列的问题，所以该种方法在实际中的应用较少[34]。结晶法结晶法除磷技术是将含磷废水在适当条件下形成含磷晶体，并将其分离，从而将污水中的磷进行回收的一种技术[35]。要尽可能选择密度大、无磁性、无腐蚀性的颗粒状固体作为晶种，它可以降低固液界面能，促进沉淀物迅速以晶体的形式结晶。结晶法除磷可视为化学沉淀法除磷的一种改进，利用结晶法除磷可产生较少的化学污泥，得到的结晶化磷酸盐的纯度也更高，更有利于磷的回收。结晶法回收磷主要有两种产物：羟基磷酸钙(HAP)和磷酸铵镁(MAP)。Bellier等以四种不同的天然磷灰石作为晶种进行了除磷研究，磷灰石对磷的去除能力是因为通过结晶形成HAP所需的较低的活化能垒，最后结果表明沉积岩最有利于结晶形成HAP[36]。有研究表明，当pH值为8.5-9.5时，形成的MPA纯度最高，且在此pH值下的反应速率最大，当pH值过大时，Mg2+与OH-容易形成沉淀，NH4+会转化成NH3逸出，无法形成MPA[37]。MAP通用于含氮、磷浓度较高的废水[38]，HAP适用于中低浓度含磷废水[39]。膜分离法膜分离技术是在电压差或浓度差等推动力的作用下，利用膜的选择透过性来分离水中特定的离子和微粒[40]。如电渗析法利用施加在阴阳膜之间的电压去除水中的溶质。由于膜分离法在技术上要求较高，只适用于特定污水中的化合物，因此利用膜技术去除磷和回收磷在应用问题上还存在难以克服的障碍。膜分离技术大多数都与生物法相结合除磷[41]。胡远来等对阴离子交换膜处理水中的磷做了一系列研究，探讨了温度、受体液浓度、搅拌速度、水力停留时间、pH等多种因素对阴离子交换膜去除磷的影响[42]。生物法除磷生物除磷方法主要有两种：一是利用人工湿地除磷，二是利用微生物在好氧过程过量摄取磷的特点，通过排放含磷污泥达到去除污水中磷的目的。人工湿地除磷人工湿地系统主要是利用植物、微生物的生物作用以及湿地中基质填料的过滤、沉降、吸附等作用来去除水中的磷[43]。人工湿地除磷的优点是对技术要求不高，运行和维护费用也较低；缺点是其处理效果受温度、季节影响很大。在春季和夏季，植物生长较快，对磷的吸收也较快，因此出水效果较好；而在秋季、冬季植物死亡后可能会释放磷到湿地系统中，致使出水无机磷含量反而高于进水含量[44]。因此，如何优化人工湿地系统的除磷效果仍需长期研究。厌氧/好氧工艺目前城镇污水处理厂中最常用的方法，传统微生物除磷工艺即通过不断交替变换厌氧和好氧条件，使微生物聚磷菌（PAOs）大量摄取污水中超过其生理需要的的磷，并以聚磷酸盐形态贮存于细胞中，形成高磷污泥，最终以剩余污泥形式排出，以达到降低水中磷浓度的目的。这种方法的除磷率只有75%左右，同时回收的污泥含有比较高的NO3-，NO3-会在厌氧池会发生反硝化反应，使得反硝化细菌和除磷细菌发生冲突争夺有机物，除磷效率降低。随着微生物学领域的深入，发现一种反硝化聚磷菌（DPB），不仅能够利用氧为电子受体，也可以利用硝态氮和亚硝态氮为电子受体，在厌氧条件下释放磷，在缺氧条件下以硝态氮或亚硝态氮作为电子受体过量吸收磷，同时硝态氮被还原为氮气，从而实现反硝化除磷的目的[45]。生物法的运行成本低，菌种可以连续培养，对含磷浓度不高的废水处理效果比较好。当废水里面的磷浓度大于10mg/L时，出水的磷浓度就很难达到国家规定的排放标准，生物法比较适用于处理中性或者略碱性的污水。生物法还要求废水的可生化性要满足要求，要保证微生物正常生长的环境，同时还要营造好氧和厌氧的交替环境，处理环节复杂；尽管运行成本低，但基础设施投资比较高[46]。吸附法除磷吸附法去除磷是利用吸附材料对磷酸根较强的吸附能力，包括表面络合与静电吸附两种作用，从而去除水中的磷酸盐。吸附法能够对吸附质进行解吸处理，达到循环利用的目的；与化学方法相比，吸附法除磷可以将出水中的磷酸盐浓度降低到更低，许多吸附剂，如活性炭、粉煤灰、树脂、工业副产品、高岭土、合成材料和废弃生物质已被用于去除磷[47]。吸附剂不仅要吸附效率高，再生性能也要好，要求吸附饱和后再生吸附剂仍然具备良好的吸附性能[48]