除磷技术大揭秘：化学除磷法与生物除磷法的应用及效果

除磷技术大揭秘：化学除磷法与生物除磷法的应用及效果

北极星环保网：除磷是指去除污水中的磷，污水中的磷具有在固态和溶解态之间循环转化的性质，污水除磷就是根据磷的这种性质发展起来的。

污水中除磷的技术有：化学除磷，将磷转化为不溶性固体沉淀物，从污水中分离出来；生物除磷，使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。

应根据废水中磷的不同存在形态采用不同的除磷技术。

在一级A排放标准中，出水中总磷应≤0.5mg/L，要达到此排放标准，需在生物反硝化工艺后增加除磷装置。

如何去除废水中的磷？

常规的生物处理方法通过剩余污泥的排放和处理，可以去除废水中的部分磷。一些特殊工艺或具有除磷功能的普通工艺，在调整运行方式后，可以达到较好的除磷效果。具体方法有A/O、A2/O、SBR、氧化沟等。但生物处理的除磷效果有限。当磷排放标准很高时，往往需要采用化学除磷或将生物方法与化学除磷相结合。

化学除磷是向水中添加化学药剂，使之生成不溶性磷酸盐，然后通过沉淀、气浮或过滤等方法去除污水中的磷。化学除磷常用的药剂有石灰、铝盐、铁盐等。

1.化学除磷

01石灰除磷

石灰脱磷是加入石灰与磷酸盐发生反应，生成羟基磷灰石沉淀的过程。

由于石灰进入水后首先和水的碱度发生反应，生成碳酸钙沉淀，然后过剩的钙离子又能和磷酸盐发生反应，生成羟基磷灰石沉淀，因此，所需石灰的用量主要取决于所要处理废水的碱度，而不是废水中的磷酸盐含量。

此外，废水的镁硬度也是影响石灰除磷的一个因素，因为在高pH条件下，生成的Mg(OH)2沉淀为胶体沉淀，不仅消耗石灰而且也不利于污泥脱水。

pH对石灰除磷影响很大，随着pH的升高，羟基磷灰石的溶解度急剧下降，即除磷率增大。当pH大于9.5时，水中的磷酸盐全部转化为不溶性沉淀物，一般pH控制在9.5～10之间，除磷效果最好。

不同废水需加入的石灰量需通过实验确定。

石灰除磷具体方法有三种，一是在污水厂初次沉淀池前投加石灰，二是在生物处理系统后投加石灰并配备再碳化系统。

02铝盐除磷

铝盐除磷常用药剂有硫酸铝和硫酸钠，区别在于加入硫酸铝会降低废水pH值，而加入硫酸钠会升高废水pH值，因此硫酸铝适用于碱性废水，硫酸钠适用于酸性废水。

铝盐的投加方式比较灵活，可以在初沉池前投加，也可以在曝气池中投加，也可以在曝气池与二沉池之间投加。也可以将化学除磷与生物处理系统分开，以二沉池出水为原水投加铝盐进行混凝过滤，也可以在滤池前投加铝盐进行微絮凝过滤。

在初沉池前投加，可提高初沉池对有机物、SS的去除率；在曝气池与二沉池之间投加，渠道或管道内形成湍流，有利于提高药剂的混合效果；在生物处理系统后投加，由于生物处理对磷进行水解，使除磷效果更佳。

由于受废水碱度、有机物的影响，除磷的化学反应是一个复杂的过程，因此铝盐的最佳投加量不能通过计算来确定，而必须通过实验来确定。

03铁盐除磷

三氯化铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁等都可以用来除磷，其中常用的是三氯化铁。

与铝盐类似，需要大量的三氯化铁才能充分与碱度反应生成Fe(OH)3，从而促使胶体磷酸铁沉淀分离。磷酸铁沉淀的最佳pH范围为4.5~5.0。实际应用中，pH值在7左右，甚至7以上，仍有很好的除磷效果。

在市政污水中添加约45~90mg/L的三氯化铁，可去除85%~90%的磷。与铝盐一样，铁盐可以在预处理、二级处理或三级处理阶段添加。

但化学除磷会带来一些问题：

1、化学除磷最大的问题是会明显增加污水处理污泥量。

因为除磷过程中产生的金属磷酸盐和金属氢氧化物以悬浮物形式存在于水中，最终变成污泥。在初沉池前投加金属盐，将使初沉池污泥量增加60%~100%，整个污水处理厂污泥量将增加60%~70%。在二级处理过程中投加金属盐，将使剩余污泥量增加35%~45%。

2、化学除磷会使污泥浓度降低20%左右，从而增加污泥量，增加污泥的处理和处置难度。

3、采用化学除磷时，出水可溶性固体含量增加，若固液分离不好，铁盐除磷会使出水略带红色。

2.生物除磷

01生物除磷原理

污水生物除磷的原理是人为创造一个生物过量除磷过程，以达到可控的除磷效果，整个过程必须创造一个厌氧环节，利用厌氧微生物的作用，实现生物除磷过程。

1）厌氧条件下磷的释放

在缺乏溶解氧或硝酸盐氮的情况下，兼性细菌通过发酵将可溶性BOD5转化为低分子挥发性有机酸VFA。多磷酸盐细菌从原污水中吸收这些发酵产物或VFA并运输到细胞内，同化为细胞内的碳能储存物质PHB。所需的能力来自于多磷酸盐的水解和细胞内糖的发酵，从而导致磷酸盐的释放。

2）有氧条件下的磷吸收

在有氧条件下，聚磷酸盐菌恢复活性，将生长所需磷以外的部分以聚磷酸盐形式储存，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷酸盐的合成，能量被捕获并以高能键的形式储存在聚磷酸盐中，磷酸盐从水中除去。