污水除磷技术解析：生物与化学方法的应用及磷的转化过程

污水除磷技术解析：生物与化学方法的应用及磷的转化过程

除磷是指将废水中的磷去除，废水中的磷具有在固相和溶解态之间循环转化的特性，利用磷的这种特性，工业上开发了多种废水除磷技术。

废水除磷主要技术有生物除磷和化学除磷。

生物除磷法：磷以溶解状态被微生物吸收，与微生物成为一体，并随微生物从污水中分离出来。

化学除磷：将磷转化为不溶性固体沉淀物，与污水分离；

根据废水中磷的存在形态不同，选择不同的除磷技术。

生物除磷

污水中磷的转化过程主要是有机磷转化为无机磷的过程。有机磷结构复杂，一般具有易断裂的双键P≒O和P≒S。多聚磷酸盐主要有焦磷酸盐（）、三聚磷酸盐（）等。在厌氧条件下，它们可被生物酶水解，最终生成无机磷酸盐。在好氧条件下，大分子有机物被氧化生成CO2，其中存在的有机磷也会被氧化成无机磷酸盐。通过厌氧水解和好氧氧化，污水中的有机磷基本全部转化为无机磷酸盐，被微生物利用，在自身细胞中合成而被去除。

生物除磷过程涉及硝化、反硝化、吸磷、释磷等多个生化过程。

温度、pH值、厌氧池DO、厌氧池硝酸盐氮、泥龄、CP比例、RBCOD含量、糖原、HRT等各种因素都会影响聚磷菌的代谢，污水除磷的效果也会受到很大的影响。

化学除磷

化学除磷是指在污水中添加无机金属盐，与污水中的可溶性盐（如磷酸盐）发生反应，生成不溶性沉淀，在絮凝剂的作用下凝聚成较大的絮凝体，经固液分离后达到除磷的目的。絮凝剂的投加是为了使不溶性小粒径磷酸盐固体颗粒凝聚成易于沉降的大颗粒，从而提高沉淀效果。

化学除磷的药剂主要有金属盐和氢氧化钙。高价金属离子药剂投加到污水中后，会与污水中溶解的磷酸根离子结合形成不溶性化合物。含Fe3+、Fe2+、Al3+的盐类因价格低廉，被广泛用于磷沉淀。这些药剂主要以溶液和悬浮液的形式存在。此外，也有用氢氧化钙作为沉淀剂，发生反应生成不溶于水的磷酸钙。

化学脱磷剂的投加位置有投加前、同步、投加后。

1、预除磷，在沉砂池、初沉池进水渠道（管道）或文丘里渠道（利用涡流）投加化学药剂，需设置产生涡流的装置或供给能量以满足搅拌的需要。生成的泥沙（大的絮凝物）在初沉池内沉淀分离。若后续工艺为生物滤池，则不允许投加铁盐药剂，防止损坏填料（产生黄锈）。预除磷工艺由于只在现有工艺的前端增加化学除磷措施，更适合现有污水处理厂的改造。此工艺步骤既能除磷，又能减轻生物处理设施的负荷。常用的化学药剂主要有石灰、金属盐药剂等。预除磷后，残余磷酸盐含量控制在1.5-2.5mg/L，完全可以满足后续生物处理的除磷需求。

2、同步除磷是应用最为广泛的化学除磷工艺，国外约占全部化学除磷工艺的50%。该工艺是在曝气池出水或二沉池进水中投加化学药剂，有的也在曝气池进水或回流污泥通道（管）中投加药剂。目前已确定活性污泥法、生物转盘法可采用同步化学除磷法，但对于生物滤池法能否在二沉池进水中投加药剂仍值得探讨。

3、后置除磷是将絮凝物在与生物处理分开的设施中进行沉淀、絮凝和分离，所以又称两级工艺。一般在二沉池后加药至混合池，后设絮凝池和沉淀池（或气浮池）。对要求不太严格的受纳水体，后置除磷工艺可采用石灰乳化剂，但必须控制出水pH值，如进行CO2中和等。采用气浮池去除悬浮物和总磷的效果优于沉淀池，但由于需要不断供给空气，运行费用较高。

结晶除磷

结晶除磷是使溶液呈碱性、含有适量Ca2+的含磷废水在一定的流动状态下通过填料晶体床层。填料的结构和表面性质与羟基磷酸钙相似，破坏溶液中离子的亚稳态，在填料颗粒表面形成羟基磷酸钙晶体，从而达到除磷的目的。晶体床填料应具有吸附与其自身结构相似的组分的特定性质，使Ca2+、OH-、

它在填料颗粒表面富集，形成局部浓度升高，此处离子积大于溶度积，产生结晶沉淀。

结晶除磷具有处理效果好、污泥产量低、操作简单、应用范围广等优点，通常用于城镇生活污水处理厂二级出水的深度处理；可与混凝配合使用，处理高浓度工业含磷废水；可用于污泥消化池去除磷浓度较高的上清液等。

说到废水中磷的去除方法，很多人都会想到传统的生物除磷工艺，该工艺由于技术成熟而被很多环保人士所采用。

但生物除磷过程涉及硝化、反硝化、吸磷、释磷等多个生化过程。

在众多的废水除磷工艺中，对微生物组成、基质类型、除磷环境条件的要求各不相同，都会影响废水除磷的效果。

例如，采用A2/O、SBR、CASS等生物除磷工艺去除污水中的磷的方法，会由于以下因素导致除磷效果不好，不能达标排放。

氧气/氧气

＞占地面积大，一般只在污水处理量较大的处理厂使用。

> 在微生物厌氧释磷、好氧吸磷过程中，必须控制好pH、溶解氧、温度、水力停留时间等因素，这些都会影响后续的除磷效果。

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＞间歇活性污泥法主要由曝气池组成。

＞对自动控制、连续在线分析仪器的要求更高。

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＞连续进水SBR曝气系统，反应池内通过隔墙分成不同的功能区域，各隔墙内的溶解氧、污泥浓度、有机负荷不同，各池内的生物也不同。

＞因此在工艺运行过程中，管理要求较高，这也会间接影响废水除磷的效果。

基于以上几点，95%的环保人士会选择化学除磷剂来去除废水中的磷，使其达到排放标准。

将除磷剂直接投入污水中，通过化学沉淀、絮凝沉淀的作用去除污水中的磷。

废水除磷剂

使用化学除磷剂时只需注意药剂添加的位置，有预除磷、同步除磷、后除磷等。

1）预除磷：将药剂投加到沉砂池、初沉池进水渠道（管）或文丘里渠道（采用涡流）中。主要起着减轻生物除磷工艺负荷的作用。

2）同步除磷，将药剂投加到曝气池出水或二沉池进水中，目前应用较为广泛。

3）后置除磷，又称两级工艺，一般在二沉池后加药混合槽，然后再经过絮凝池、沉淀池（或气浮池）。