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除磷達不到預期效果?這些影響因素和處理方法你必須要知道!
來(lái)源: | 作者:善清環(huán)境 | 發(fā)布時(shí)間: 2023-07-07 | 689 次瀏覽 | 分享到:
化肥、冶煉、合成洗滌劑等行業(yè)的工業(yè)廢水中常含有大量磷,水體中磷含量過(guò)高可造成藻類(lèi)的過(guò)量繁殖,大量消耗水中溶解氧,從而加速水體的富營(yíng)養化,若直接排放,會(huì )造成湖泊、河流透明度降低,水質(zhì)變壞。因此,準確測定并降低水體中的總磷含量是非常重要的。善清環(huán)境擁有技術(shù)服務(wù)團隊,針對系統問(wèn)題,高效解決,工程師駐場(chǎng)調試,不達標不收費!

化肥、冶煉、合成洗滌劑等行業(yè)的工業(yè)廢水中常含有大量磷,水體中磷含量過(guò)高可造成藻類(lèi)的過(guò)量繁殖,大量消耗水中溶解氧,從而加速水體的富營(yíng)養化,若直接排放,會(huì )造成湖泊、河流透明度降低,水質(zhì)變壞。因此,準確測定并降低水體中總磷含量是非常重要的。

 

 

   一、生物除磷的原理

生物除磷的基本原理是利用一種被稱(chēng)為聚磷菌(也稱(chēng)為除磷菌、磷細菌等)的細菌在厭氧條件下能充分釋放其細胞體內的聚合磷酸鹽(該過(guò)程稱(chēng)為厭氧釋磷);而在好氧條件下又能超過(guò)其生理需要從水中吸收磷 (該過(guò)程稱(chēng)為好氧吸磷),并將其轉化為細胞體內的聚合磷酸鹽,從而形成富含磷的生物污泥,通過(guò)沉淀從系統中排出這種富磷污泥,達到從廢水中除磷的效果。

   二、生物除磷的影響因素

  1、污泥負荷與污泥齡

厭氧-好氧生物除磷工藝是一種高F/M低SRT系統。當F/M較高,SRT較低時(shí),剩余污泥排放量也就較多。因而,在污泥含磷量一定的條件下,除磷量也就越多,除磷效果越好。對于以除磷為主要目的生物系統,通常F/M為0.4~0.7kgBOD/kgMLSS?d,SRT為3.5~7d。但是,SRT也不能太低,必須以保證BOD5的有效去除為前提。

   2、BOD/TP

要保證除磷效果,應控制進(jìn)入厭氧區的污水中BOD/TP大于 20。由于聚磷酸菌屬不動(dòng)菌屬,其生理活動(dòng)較弱,只能攝取有機物中極易分解的部分。因此,進(jìn)水中應保證BOD5的含量,確保聚磷酸菌正常的生理代謝。但許多城市污水處理廠(chǎng)實(shí)際進(jìn)水存在碳源偏低,氮、磷等濃度較高等現象,導致BOD5/TP值無(wú)法滿(mǎn)足生物除磷的需要,影響了生物除磷的效果。

   3、溶解氧

厭氧區應保持嚴格厭氧狀態(tài),即溶解氧低于0.2mg/L,此時(shí)聚磷菌才能進(jìn)行磷的有效釋放,以保證后續處理效果。而好氧區的溶解氧需保持在2.0mg/L以上,聚磷菌才能有效吸磷。因此,對于厭氧區和好氧區溶解氧的控制不當,將會(huì )極大影響生物除磷的效果。

   4、回流比與水力停留時(shí)間

厭氧-好氧除磷系統的的回流比不宜太低,應保持足夠的回流比,防止聚磷菌在二沉池內遇到厭氧環(huán)境發(fā)生磷的釋放。在保證快速排泥的前提下,應盡量降低回流比,以免縮短污泥在厭氧區的實(shí)際停留時(shí)間,影響磷的釋放。在厭氧-好氧除磷系統中,若污泥沉降性能良好,則回流比在50~70%范圍內,即可保證快速排泥。污水在厭氧區的水力停留時(shí)間一般在1.5~2.0h的范圍內。停留時(shí)間太短,一是不能保證磷的有效釋放,二是污泥中的兼性酸化菌不能充分地將污水中的大分子有機物分解成低級脂肪酸,以供聚磷菌攝取,從而影響磷的釋放。污水在好氧區的停留時(shí)間一般在4~6h,這樣即可保證磷的充分吸收。

   5、pH

pH值在6~8的范圍內時(shí),磷的厭氧釋放過(guò)程比較穩定。pH值低于6.5時(shí)生物除磷的效果會(huì )大大降低。

   6、硝酸鹽含量

硝態(tài)氮的存在也會(huì )消耗有機基質(zhì)而抑制聚磷菌對磷的釋放,進(jìn)而影響好氧條件下聚磷菌對磷的吸收。另外,硝態(tài)氮的存在會(huì )被部分聚磷菌作為電子受體進(jìn)行反硝化,從而影響其以發(fā)酵產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸、抑制聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PBH的合成能力。

   7、溫度

 一般來(lái)說(shuō),在5-30℃范圍內,都可以收到較好的除磷效果。

   三、總磷含量的測定方法
   3.1 消解 
   3.1.1 過(guò)硫酸鉀消解:向試樣中加4mL過(guò)硫酸鉀將具塞刻度管的蓋塞緊后小塊布和線(xiàn)將玻璃塞扎緊(或用其他方法固定)放在大燒杯中置于高壓蒸氣消毒器中加熱待壓力達1.1kg/cm相應溫度為120C時(shí),保持30min后停止加熱。待壓力表讀數降到零后取出放冷。然后用水稀釋至標線(xiàn)。
    :如用硫酸保存水樣。當用過(guò)硫酸鉀消解時(shí),需先將試樣調至中性。
   3.1.2 硝酸-高氯酸消解:取25mL試樣于錐形瓶中,加數粒玻璃珠2mL硝酸在電熱板上加熱濃縮至10mL。冷后加5mL硝酸再加熱濃縮至10mL放冷。加3mL高氯酸,加熱至高氯酸冒白煙此時(shí)可在錐形瓶上加小漏斗或調節電熱板溫度,使消解液在錐形瓶?jì)辱当3只亓鳡顟B(tài),直至剩下3-4mL,放冷。
    加水10mL,加1滴酚酞指示劑。滴加氫氧化鈉溶液至剛呈微紅色,再滴加硫酸溶液使微紅剛好退去,充分混勻。移至具塞刻度管中,用水稀釋至標線(xiàn)。

 注:1用硝酸-高氨酸消解需要在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。高氯酸和有機物的混合物經(jīng)加熱易發(fā)生危險,需將試樣先用硝酸消解,然后再加入硝酸-高氯酸進(jìn)行消解。
  2絕不可把消解的試樣蒸干。
  3如消解后有殘渣時(shí),用濾紙過(guò)濾于具塞刻度管中,并用水充分清洗錐形瓶及濾紙,一并移到具塞刻度管中。

 (4)樣中的有機物用過(guò)硫酸鉀氧化不能完全破壞時(shí),可用此法消解

   3.2 發(fā)色
   分別向各份消解液中加入1mL抗壞血酸溶液混勻,30s后加2mL鉬酸鹽溶液充分混勻。
   注:①如試樣中含有濁度或色度時(shí),配制一個(gè)空白試樣(消解后用水稀釋至標線(xiàn))然后向試料中加入3mL濁度一色度補償液,但不加抗壞血酸溶液和鉬酸鹽溶液。然后從試料的吸光度中扣除空白試料的吸光度。
     ②砷大于2mg/L干擾測定,用硫代硫酸鈉去除。硫化物大于2mg/L干擾測定,通氮氣去除。鉻大于50mg/L干擾測定,用亞硫酸鈉去除。
    3.3 分光光度測量
    室溫下放置15min后,使用光程為30mm比色皿,在700nm波長(cháng)下,以水做參比,測定吸光度。扣除空白試驗的吸光度后,從工作曲線(xiàn)上查得磷的含量。
    :如顯色時(shí)室溫低于13可在20~30水浴上顯色15min即可。
    3.4工作曲線(xiàn)的繪制
    取7支具塞刻度管分別加入0.0,0.50,1.00,3.00,5.00,10.0,15.0mL磷酸鹽標準溶液。加水至25mL。然后按測定步驟進(jìn)行處理。以水做參比,測定吸光度。扣除空白試驗的吸光度后,和對應的磷的含量繪制工作曲線(xiàn)。

   四、常見(jiàn)生物除磷工藝

廢水生物除磷工藝一般由兩個(gè)過(guò)程組成,即厭氧釋磷和好氧攝磷兩個(gè)過(guò)程。目前應用的生物除磷工藝主要有在生物除磷基本原理基礎上發(fā)展起來(lái)的弗斯特利普除磷工藝、厭氧-好氧(An/O) 工藝等除磷工藝。

   1)弗斯特利普除磷工藝:

弗斯特利普除磷工藝是將生物除磷與化學(xué)除磷相結合的一種工藝,即在傳統活性污泥過(guò)程的污泥回流管線(xiàn)上增設厭氧釋磷池和混合反應池,采用生物和化學(xué)相結合的方法提高除磷效果。該工藝以生物除磷為主體,以化學(xué)除磷輔助去除厭氧釋磷后的上清液中的磷酸鹽,可以保證釋磷后的污泥主要用于對進(jìn)水中的磷酸鹽進(jìn)行吸收,因此可以達到更高的除磷效果。其工藝流程如圖所示。

 

該工藝各設備單元的功能:

①含磷廢水進(jìn)入曝氣池,同步進(jìn)入曝氣池的還有由除磷池回流的脫磷但含有聚磷菌的污泥。曝氣池的功能是:使聚磷菌過(guò)量地攝取磷,去除有機物(BOD 或COD),還可能出現硝化作用。

②從曝氣池流出的混合液(污泥含磷,廢水已經(jīng)除磷)進(jìn)人沉淀池,在這里進(jìn)行泥水分離,含磷污泥沉淀,已除磷的上清液作為處理水而排放。

③含磷污泥進(jìn)入除磷池,除磷池應保持厭氧狀態(tài),即DO≈0,NOㄨˉ≈0,含磷污泥在這里釋放磷,并投加沖洗水,使磷充分釋放,已釋放磷的污泥沉于池底,并回流至曝氣池,再次用于吸收廢水中的磷。含磷上清液從上部流出進(jìn)入混合池。

④含磷上清液進(jìn)入混合池,同步向混合池投加石灰乳,經(jīng)混合后進(jìn)人攪拌反應池,使磷與石灰反應,形成磷酸鈣[Ca3 (PO4)2]固體物質(zhì)。此系用化學(xué)法除磷。

⑤沉淀池Ⅱ為混凝沉淀池,經(jīng)過(guò)混凝反應形成的磷酸鈣固體物質(zhì)在這里與上清液分離。已除磷的上清液回流進(jìn)人曝氣池,而含有大量Ca3(PO4)2的污泥排出,這種含有高濃度PO3-的污泥宜用作肥料。

   弗斯特利普除磷工藝已有很多應用實(shí)例。其主要特征有:

①生物除磷與化學(xué)除磷相結合,除磷效果良好,處理水中含磷量一般都低于1mg/L。

②產(chǎn)生的剩余污泥中含磷量比較高,約為2.1%~7.1%,污泥回流應經(jīng)過(guò)除磷池。

③與完全的化學(xué)除磷法相比,所需的石灰用量比較低,一般介于21~31.8mg/[Ca(OH)2·m3]。

④活性污泥的SVI值<100mL/g,污泥易于沉淀、濃縮、脫水,污泥肥分高,絲狀菌難于增殖,污泥不膨脹,且易于濃縮脫水。

⑤可以根據BOD/P的比值來(lái)靈活調節回流污泥與混凝污泥的比例。

⑥流程復雜,運行管理比較復雜,由于投加石灰乳,致使運行費用也有所提高,基建費用高。

⑦沉淀池I的底部可能形成缺氧狀態(tài)而產(chǎn)生釋放磷的現象,因此,應當及時(shí)排泥和回流。

   2)厭氧-好氧活性污泥除磷工藝

厭氧-好氧活性污泥組合工藝是直接在生物除磷基本原理的基礎上設計出來(lái)的,其工藝流程如圖所示。

 

   A/O生物除磷工藝的主要特點(diǎn):

①工藝流程簡(jiǎn)單。

②厭氧池在前、好氧池在后,有利于抑制絲狀菌的生長(cháng)。混合液的SVI小于100,污泥易沉淀,不易發(fā)生污泥膨脹,并能減輕好氧池的有機負荷。

③在反應池內,水力停留時(shí)間較短,一般厭氧池的水力停留時(shí)間為1~2h,好氧池的水力停留時(shí)間為2~4h,總共為3~6h。厭氧池/好氧池的水力停留時(shí)間之比一般為1 : (2~3)。

④剩余活性污泥含磷率高,一般為2.5%以上,故污泥肥效好。

⑤除磷率難以進(jìn)一步提高。當污水BOD濃度不高或含磷量高時(shí),則P/BOD5比值高,剩余污泥產(chǎn)量低,使除磷率難以提高。

⑥當污泥在沉淀池內停留時(shí)間較長(cháng)時(shí),則聚磷菌會(huì )在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生磷的釋放,從而降低該工藝的除磷率,所以應注意及時(shí)排泥和使污泥回流。

   A/O生物除磷工藝的缺點(diǎn):

①除磷率難以進(jìn)一步提高,因為微生物對磷的吸收即便是過(guò)量吸收,也是有一定限度的,特別是當進(jìn)水BOD值不高或廢水中含磷量較高,即P/BOD值高時(shí),由于污泥的產(chǎn)量低,將更是如此。

②在沉淀池內容易產(chǎn)生磷的釋放,特別是當污泥在沉淀池內停留時(shí)間較長(cháng)時(shí)更是如此,應注意及時(shí)排泥和回流。


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