提高污水除磷效果,你需要控制好这几个因素!

    废水中磷的主要来源

    磷酸盐,可能听这个词第一感觉是化学混合物或者化学产品。而在我们生活与生产中,磷可谓是无处不在,影响着合成、制造、运行的方方面面。生活中我们最常用来洗衣服的洗涤剂、洗衣粉,农田耕作用到的化肥和农药,养猪场的饲料以及产生的动物粪便,和一些特别阳极氧化表面处理的工业合成车间产生的废水中,都含有各种各样形态的磷酸盐。据了解,生活污水中每人每天释放总磷量0.7g~1.4g。

    今年,各大污水处理厂要求出水总磷指标提标,有的地方是达到一级A的0.5mg/L,有的地方更是要求达到地表水IV的0.3mg/L。总之,标准是要求越来越严格,许多业主也采取化学除磷和生物除磷方法来做出应对,但往往除磷效果并不理想,那么影响这些除磷效果的因素又有哪些呢?



    磷在废水中的存在形式

    无机磷:无机磷酸盐(H2PO4-、HPO42-、PO43-、HPO3)、聚磷酸等;

    偏聚磷酸盐(焦磷酸盐Na2P2O7、三聚磷酸盐Na5P3O10)等。有机磷是有机物中含有的磷元素。

    去除总磷的两种主要方法

    化学沉淀法

    化学基本原理是通过投加化学试剂形成不溶性的磷酸盐沉淀物,然后通过固液分离将磷从污水中除去。固液分离可单独进行,也可以与初沉污泥和二沉污泥的排放相结合。

    常用产品有铝盐(PAC、硫酸铝、铝酸钠)、钙盐和铁盐( 聚合硫酸铁、三氯化铁、硫酸亚铁和氧化亚铁)。化学沉淀法对正磷有较好的去除效果,而对次亚磷,偏磷,有机磷等特种磷的去除效率较低,特种磷往往需要采用化学转化,树脂吸附等方法将其去除。

    生物除磷法

    生物去除法是反硝化除磷菌利用水中的O2或者NO3-作为电子受体,在厌氧条件下COD可被降解为醋酸等低分子脂肪酸,以供DPB吸收繁殖,同时水解细胞中的Poly-P以无机盐的形式释放出来。

    在缺氧的条件下,DPB利用硝态氮为电子受体发生生物摄磷作用,同时硝态氮被还原为氮气。

    影响除磷的因素列举

    化学除磷而言,刚刚提到可以涉及一些相关的铁铝系盐和钙系盐药剂可供形成化学沉淀,那么形成这些化学沉淀所相关的影响因素就是这类药剂的反应最佳pH、投加比例与电中和形成絮团大小和速率等。

    生物除磷中通过聚磷菌在厌氧状态下释放磷,在好氧状态下过量地摄取磷。经过排放富磷剩余污泥而除磷,其影响因素有:温度、pH值、厌氧池DO、厌氧池硝态氮、泥龄、CP比、糖原COD、HRT等。

    实际上,生物法除磷的本质核心是聚磷菌的超量吸磷现象,一切因素控制到最佳需围绕聚磷菌发挥效能的最佳条件来操作:

    1.温度

    温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显,在一定温度范围内,温度变化不是十分大时,生物除磷都能成功运行。实验表明,温度在10摄氏度以上时生物除磷效果更好,这是由于聚磷菌在低温时生长速度会减慢。

    2.pH值

    当pH在6.5~8.0时,聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持稳定;

    当pH值低于6.5时,吸磷率急剧下降。

    3.溶解氧

    厌氧区要保持较低的溶解氧值以便利于厌氧菌的发酵产酸,进而使聚磷菌更好的释磷,另外,较少的溶解氧更有利于减少易降解有机质的消耗,进而使聚磷菌合成更多的PHB。

    而在好氧区需要较多的溶解氧,以便利于聚磷菌分解储存的PHB类物质获得能量来吸收污水中的溶解性磷酸盐合成细胞聚磷。厌氧区的DO控制在0.3mg/L以下,好氧区DO控制在2mg/L以上,方可确保厌氧释磷好氧吸磷的顺利进行。

    4.厌氧池硝态氮

    厌氧区硝态氮存在消耗有机基质而抑制PAO对磷的释放,从而影响在好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。另一方面,硝态氮的存在会被气单胞菌属利用作为电子受体进行反硝化,从而影响其以发酵中间产物作为电子受体进行发酵产酸,从而抑制PAO的释磷和摄磷能力及PHB的合成能力。每毫克硝酸盐氮可消耗易生物降解的COD8.5mg,致使厌氧释磷受到抑制,一般控制在1.5mg/L以下。

    5.泥龄

    由于生物除磷系统主要通过排出剩余污泥实现除磷,因此剩余污泥量的多少决定系统的除磷效果,而泥龄长短对剩余污泥的排放量和污泥对磷的摄取作用有直接的影响。污泥龄越小,除磷效果越佳。这是因为降低污泥龄,可增加剩余污泥的排放量及系统中的除磷量,从而削减二沉池出水中磷的含量。一般以除磷为目的的生物处理系统的泥龄控制在3.5~7d。

    6.COD/TP

    污水生物除磷工艺中,厌氧段有机基质的种类、含量及微生物所需营养物质与污水中含磷的比值是影响除磷效果的重要因素。分子量较小的易降解有机物(如挥发性脂肪酸类等)容易被聚磷菌利用,将其体内储存的多聚磷酸盐分解释放出磷,诱导磷释放的能力较强,而高分子难降解有机物诱导聚磷菌释磷能力就较差。厌氧阶段磷的释放越充分,好氧阶段磷的摄取量就越大。另外,聚磷菌在厌氧阶段释磷所产生的能量,主要用于其吸收低分子有机基质以作为厌氧条件下生存的基础。因此,进水中是否含有足够的有机质,是关系到聚磷菌能否在厌氧条件下顺利生存的重要因素。一般认为,进水中COD/TP要大于15,才能保证聚磷菌有足够的基质,除磷效果才理想。

    7.COD糖原

    糖原是由多个葡萄糖组成的带分枝的大分子多糖,是胞内糖的贮存形式。聚磷菌中糖原在好氧环境下形成,储存能量在厌氧环境下代谢形成为PHAs的合成的原料NADH并为聚磷菌代谢提供能量。所以在延迟曝气或者过氧化的情况下,除磷效果会很差,因为过量曝气会在好氧环境下消耗一部分聚磷菌体内的糖原,导致厌氧时形成PHAs的原料NADH的不足。因此也可以补加易消耗的碳源使糖类有机物让聚磷菌所使用。

    8.HRT

    对于运行良好的城市污水生物脱氮除磷系统来说,一般释磷和吸磷分别需要1.5~2.5小时和2.0~3.0小时。总体来看,似乎释磷过程更为重要一些,因此,我们对污水在厌氧段的停留时间更为关注,厌氧段的HRT太短,将不能保证磷的有效释放,而且污泥中的兼性酸化菌不能充分地将污水中的大分子有机物分解为可供聚磷菌摄取的低级脂肪酸,也会影响磷的释放;HRT太长,也没有必要,既增加基建投资和运行费用,还可能产生一些副作用。总之,释磷和吸磷是相互关联的两个过程,聚磷菌只有经过充分的厌氧释磷才能在好氧段更好地吸磷,也只有吸磷良好的聚磷菌才会在厌氧段超量地释磷,调控得当会形成一个良性循环。

    9.回流比(R)

    A/O工艺保证除磷效果的极为重要的一点,就是使系统污泥在曝气池中“携带”足够的溶解氧进入二沉池,其目的就是为了防止污泥在二沉池中因厌氧而释放磷,但如果不能快速排泥,二沉池内泥层太厚,再高的DO也无法保证污泥不厌氧释磷。因此,A/O系统的回流比不宜太低,应保持足够的回流比,尽快将二沉池内的污泥排出。但过高的回流比会增加回流系统和曝气系统的能源消耗,且会缩短污泥在曝气池内的实际停留时间,影响BOD5和P的去除效果。如何在保证快速排泥的前提下,尽量降低回流比,需在实际运行中反复摸索。一般认为,R在50~70%的范围内即可。