污水处理技术工艺

污水中的磷是怎么回事?污水除磷的原理?看完你就清楚了!

发布日期:2019-03-25 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

1.废水中磷的形态是什么?磷是一种活性元素,在自然界中不是以自由态存在,而是以三种状态存在:含磷有机物、无机磷化合物和还原态PH3。污水处理中的磷化合物可分为有机磷和无机磷。

几乎所有无机磷都以各种形式存在,包括正磷酸盐、偏磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐和焦磷酸盐、三磷酸等多聚磷酸盐。大多数有机磷农药是有机磷农药,如乐果、甲基对硫磷、乙基对硫磷、马拉硫磷等。它们大多为胶体和颗粒状,不溶于水,易溶于有机溶剂。可溶性有机磷仅占30%左右,主要以葡萄糖-6-磷酸、2-磷酸-甘油酸和磷酸肌酸的形式存在.溶解性磷约占总磷的1/3,PO43-P占大分子磷的40%。

第二,磷是如何转化的?有哪些影响因素?

水中可溶性磷易与Ca2+、Fe3+、Al3+等血浆形成不溶性沉积物,沉积于水体底部,成为沉积物。沉积物中磷的积累形式和数量,一方面取决于污染物的输入和通过地表径流和地下径流排放的污染物,另一方面取决于水和沉积物之间磷的交换。沉积物中的磷通过悬浮颗粒磷和水流的湍流扩散再次被稀释到上层水中,或者当沉积物中的可溶磷大大超过水中磷的浓度时,可以重新释放到水中。

在水中,磷酸离子以hpo42-或h2po 4的形式存在,取决于ph.当ph值为2至7时,水中的大多数磷酸离子以h2po 4的形式存在,ph值为7至12。12、水中的大多数磷酸根离子以hpo42的形式存在。所有含磷化合物先转化为正磷酸(po 43-),再转化为其他形式。此时测定磷含量,测定结果为总磷含量。

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三、磷的来源是什么?

污水中的部分磷来自肥料和农业废物。同时,生活中含磷洗涤剂的大量使用也使得生活污水中的磷含量显著增加。此外,化工、造纸、橡胶、染料、纺织印染、农药、焦化、石化、发酵、制药、医药、食品等行业排放的废水中往往含有有机磷化合物。

四、磷的危害是什么?

1磷对人体的危害

高磷洗涤剂直接刺激皮肤,导致接触性皮炎、婴儿尿布疹等疾病。同时,磷会对神经中枢造成危害,特别是某些有机磷农药生物降解性差,易滞留在环境中,对人畜等脊椎动物具有相当高的毒性,并会抑制胆碱酯酶的作用。影响神经系统功能,导致中毒甚至死亡。

2磷对海洋生物的危害

目前,国内外广泛使用的有机磷农药对海洋生物极为有害,有机磷可以激活虾类潜伏病原体。鱼和虾等死亡问题层出不穷,已经威胁到海水养殖业。

3磷对土壤的污染

土壤磷污染主要来源于农药、化肥和污水灌溉的过量使用。过量的磷会超过土壤的自净能力,导致土壤发生不利的变化,导致土壤的自然正常功能紊乱。

更严重会导致有毒的空气和水质,通过植物吸收,降低农副产品的生物质量,使残留物通过植物链,最终危及人类生命和健康。

(4)过量磷对水体危害较大,造成水体富营养化。

磷对水体富营养化的影响远大于氮的影响。水体中磷的浓度不甚高,会引起水体富营养化。

5.化学除磷的概念和过程是什么?

化学除磷是通过化学沉淀来实现的。化学沉淀是指污水中的化学絮凝反应和沉淀反应,与污水中的可溶性盐(如磷酸盐)混合,形成颗粒状和不溶性物质。铝盐、铁盐(亚铁盐)、石灰和铁铝聚合物通常用作试剂。

化学沉淀过程的区别在于沉淀的放置和放置。在实际中,常使用:降水前、同步降水、降水后。

1前沉淀

在沉淀池前向原水中加入金属沉淀器。通常需要设置一个装置来产生涡流或提供能量以满足混合的需要。相应的沉淀产物(块状絮体)在一次沉淀池中被沉淀分离。如果生物滤池用于生物部分,则不允许使用Fe2+试剂来防止对填料的损害(导致黄锈)。

预沉淀工艺特别适用于现有污水处理厂的改造(添加化学除磷措施),因为该工艺既能去除磷,又能减少生物处理设施的负荷。常用的沉淀剂主要是粗灰和金属盐。预沉淀后的磷残留量为1.5~2.5mg/L,完全满足后续生物处理磷的需要。

2同步沉淀

在生物处理过程中加入金属沉淀剂。同步沉淀是最广泛使用的化学除磷工艺。该方法是将沉淀剂加入曝气池或二级沉淀池中。在某些情况下,将农药添加到曝气池中以进入水或回流。在泥浆通道(管)。目前,许多污水处理厂同时使用沉淀,给料对活性污泥的影响相对较小。

3后沉淀

沉淀、絮凝和絮凝物质的分离是在与生物设施分离的设施中进行的。在废水中加入金属沉淀剂。一般情况下,在二次沉淀池后的混合池中加入沉淀剂,再混合沉淀。然后设置絮凝池和沉淀池(或气浮池)。

石灰乳化剂可以在沉积后的过程中用于要求较低的接收水,但必须控制污水的ph值,例如在沼气中使用co2进行中和。使用气槽比沉淀池更能去除悬浮物和总磷,但由于空气的持续供应,操作成本较高。

6.生物除磷的原理及影响因素?

废水中磷的形态取决于废水的类型,最常见的是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷。生活污水中磷的含量一般在10~15 mg/L之间,其中70%是可溶性的。常规二级生物处理出水中约90%的磷以磷酸盐形式存在。在传统的活性污泥法中,磷作为微生物正常生长所必需的元素,被用来合成微生物细菌,并以生物污泥的形式排放,从而导致磷的去除。以磷作为微生物正常生长的基本元素,可获得10%~30%的除磷效果。在某些情况下,微生物对磷的吸收量超过了微生物正常生长所需的磷量,这是生物去除活性污泥中磷过量的现象。应用生物除磷原理,发展了废水生物除磷技术。

七、生物除磷的原理

根据Holmers提出的化学式,活性污泥的组成是C118H170O51N17P,由此已知C:N:P = 46:8:1。如果废水中N和P的含量低于该值,则需要与外界分开添加;如果它等于这个值,理论上它应该能够被完全摄取和移除。

生物除磷的基本原理是,一种称为聚磷细菌(又称除磷细菌、聚磷细菌等)的细菌在厌氧条件下(此过程称为厌氧磷释放)能充分释放其细胞中聚集的磷酸盐;在空气动力学条件下在BIC条件下,它可以从水中吸收超出生理需要的磷(这一过程称为好氧磷吸收),并将其转化为细胞内的聚集物。磷酸盐形成富磷的生物污泥,通过沉淀排出系统,从废水中去除磷。图中显示了聚磷细菌的作用机理。

在无氧溶解氧和氮氮厌氧条件下,同时存在的细菌通过发酵将可溶性有机酸转化为挥发性有机酸(vfa);多磷细菌吸收vfa进入细胞。在体内,吸收到细胞内的碳源多β-羟丁酸(phb),所需的能量来自多磷菌的反应,将其细胞中的有机磷转化为无机磷,并导致磷酸。释放。

(2)在好氧区磷吸收过程中,聚磷菌的活性得到恢复,超过生长需要量的磷以聚磷的形式被储存起来,PHB氧化代谢所产生的能量被用于磷的吸收和磷的合成。能量以多聚磷酸的高能键的形式储存,磷酸盐从液相中被除去。由此产生的高磷污泥以剩余污泥的形式排出,从而从系统中去除磷。

由此可见,聚磷菌在厌氧状态下释放磷,吸收废水中的溶解性有机物,在好氧状态下降解溶解性有机物,获得吸收磷的能量。在整个生物除磷过程中观察到PHB的合成和分解。PHB的合成和分解是一个能量储存和释放的过程,在磷的积累和释放过程中起着重要的作用,三磷酸腺苷(ATP)在磷的吸收和释放过程中起着重要的作用。也就是说,聚磷细菌合成PHB的能力将直接影响磷的吸收能力。正是由于厌氧-好氧交替作业系统中聚磷菌的释磷和吸磷功能,才使其在与其他微生物竞争中具有优势,从而使除磷效果朝着正反应的方向进行。聚磷酸盐细菌能够在厌氧条件下分解储存在体内的聚磷酸盐,为废水中的能量吸收、合成和储存提供溶解的有机基质,从而与其他微生物竞争。其他微生物可用的底物数量减少,因此生长不好。在好氧阶段,由于聚磷菌对磷的过量吸收,活性污泥中的其它微生物不能获得足够的有机底物和磷,而聚磷菌在与其他微生物的竞争中获得优势。

八,影响生物除磷的因素

1溶解氧

溶解氧的影响包括两个方面。首先,在厌氧区必须控制严格的厌氧条件,这直接关系到聚磷菌的生长状况、磷释放能力和有机基质合成PHB的能力。由于溶解氧的存在,一方面,溶解氧将作为最终的电子受体,抑制厌氧菌的发酵和磷的释放;另一方面,溶解氧将耗尽可快速降解的有机底物,从而减少聚磷菌所需的脂肪酸的产生,从而降低了聚磷菌对脂肪酸的需求量。生物除磷效果差。其次,在好氧区,应提供足够的溶解氧,以满足聚磷菌对PBB的降解,释放足够的能量使其过度吸磷,并有效地吸收废水中的磷。厌氧段溶解氧一般控制在0.2 mg/L以下,好氧段溶解氧一般控制在2.0 mg/L左右。

2厌氧区硝态氮

硝态氮包括硝态氮和亚硝酸盐氮。其存在还会消耗有机基质,抑制多磷酸菌对磷的释放,从而影响多磷酸菌在有氧条件下对磷的吸收。另一方面,硝酸盐氮的存在会被一些生物多磷菌(气体单胞菌)用作去硝化的电子受体,这会影响它作为产生酸的发酵的电子受体的使用。从而抑制了多磷细菌的磷释放和磷吸收能力及磷的合成能力。

3温度

温度对除磷的影响不如生物脱氮过程明显,这是因为不同的细菌在高温、中温和低温下都具有生物除磷的能力。但为了保证发酵的完成和底物的吸收,需在低温条件下延长厌氧区的停留时间。在5~30°C范围内,除磷效果较好。

4pH值

当pH值为6~8时,磷的厌氧释放过程相对稳定,pH值低于6.5时生物除磷效果明显下降。

5BOD负载和有机特性

在污水生物除磷过程中,厌氧段有机基质的种类、含量及其与微生物营养物的比值(BOD5/TP)是影响除磷效率的重要因素。不同有机物作为底物时,磷的厌氧释放量和好氧吸收量不同。根据生物除磷的原理,聚磷菌利用分子量小的易降解有机物(如低级脂肪酸),可以在体内分解和释放聚磷酸盐中的磷。诱导磷释放能力较强,难降解大分子有机物诱导磷释放能力较弱。厌氧阶段释放的磷越多,好氧阶段吸收的磷越多。另一方面,厌氧阶段释放磷的聚磷菌所产生的能量主要用于吸收进水中的低分子有机基质,合成pHB并在体内储存,作为其在厌氧环境中生存的基础。因此,进水中是否含有足够的有机基质,使聚磷细菌在厌氧条件下合成pHB,是聚磷细菌顺利存活的重要因素。一般认为进水中BOD5/TP应大于15,以保证聚磷菌有足够的基质要求,并取得良好的除磷效果。为此,有时可以通过部分影响水和去除一级沉淀池来获得除磷所需的BOD负荷。

6污泥龄

由于生物脱磷系统主要通过去除剩余污泥来去除磷,因此剩余污泥的数量将决定该系统的脱磷效果。污泥的年龄直接影响污泥的磷化和剩余污泥的排放。一般来说,污泥年龄越短,污泥中的磷含量越高,排出的剩余污泥越多,达到较好的脱磷效果。污泥年龄短也有利于好氧段控制硝化的发生,便于厌氧段充分释放磷。因此,在仅为除磷目的的污水处理系统中,一般宜缩短污泥年龄。然而,污泥年龄太短不仅会影响到水中的身体和鳕鱼,而且即使是水中的身体和鳕鱼也不符合要求。在脱磷生物处理过程中,污泥年龄一般控制在3.5至7d。一般来说,厌氧区域停留的时间越长,除磷效果越好。但长期停留对除磷效果没有太大的改善,有利于丝状细菌的生长,使污泥的沉降性能恶化,因此厌氧期不宜过长。对剩余污泥的处理也会对系统的除磷效果产生影响,因为污泥浓缩池的厌氧状态会导致多磷酸菌的磷释放,使浓缩池溶液和污泥脱水溶液中含磷浓度。高浓度的磷,因此有必要采取适当的污泥处理方法,避免磷的再释放。

九、生物除磷工艺

废水生物除磷过程一般由厌氧磷释放和好氧磷吸收两个过程组成。目前,生物除磷工艺主要包括福斯特利普(PhoStrip)除磷工艺和厌氧-好氧(AN/O)活性污泥法,这两种工艺都是在生物除磷基本原理的基础上发展起来的。

1弗斯特利普除磷工艺

利普(光子带)除磷工艺是将生物除磷与化学除磷相结合的工艺,在传统活性污泥工艺的污泥回流管道中加入厌氧释磷池和混合反应池。采用生物和化学方法提高磷的去除效率。在此过程中,生物除磷和化学除磷辅助去除厌氧释磷后上清液中的磷,可以保证磷释放污泥主要用于进水中对磷酸盐的吸收,从而达到较高的除磷效果。

该过程的每个设备单元的功能:

(1)含磷废水进入曝气池,含磷菌污泥从除磷池返回,同时进入曝气池。曝气池的作用是使聚磷细菌过度吸收磷,去除有机物(BOD或COD),可能发生硝化。

2从曝气池流出的混合物(污泥中含有磷,废水已从磷中除去)进入人类沉淀池,在那里泥水被分离,磷污泥被沉淀,并将脱磷溶液作为水处理排放。

(3)当含磷污泥进入除磷池时,除磷池应保持厌氧状态,即DO≤0,NO3≈0。含磷污泥在这里释放磷,并加入冲洗水使磷充分释放。释放出磷的污泥沉积在池底并返回曝气池。它又一次被用来吸收废水中的磷。含磷上清液从上部流入混合池。

(4)将含磷上清液同时加入混合池,然后加入石灰乳。混合后,磷与石灰反应生成磷酸钙[Ca3(PO4)2]固体物质。该方法用于化学除磷。

沉淀槽II是凝固沉淀槽,这里通过凝固反应形成的磷酸钙固体物质与上清液分离。将脱磷上清液返回到曝气池,排出含有大量Ca 3(PO 4)2的污泥。含有高浓度PO43-的污泥优选用作肥料。

福斯特的利普除磷工艺有许多应用实例。其主要特点是:

1生物除磷结合化学除磷具有较好的除磷效果,处理后水中的磷含量一般低于1毫克/升。

(2)剩余污泥中的磷含量较高,≤约为2.1%,约为7.1%,污泥回流应通过除磷池。

3与完全化学除磷法相比,石灰用量较低,一般在21~31.8mg/[Ca(OH)2·m3]之间。

4活性污泥SVI值<100mL / g,污泥易沉淀,浓缩,脱水,污泥肥高,丝状菌难以繁殖,污泥不膨胀,易浓缩脱水。

回流污泥与混凝污泥的比例可根据BOD/P的比例灵活调整。

过程复杂,操作管理相对复杂。由于添加了石灰牛奶,运营成本也随之提高,基础设施成本较高。

(7)沉淀池底部可能形成缺氧状态,产生释磷现象,应及时排泥回流。

厌氧-好氧活性污泥除磷

厌氧 - 好氧活性污泥组合工艺(厌氧/好氧,An / O)是根据生物除磷的基本原理直接设计的。

(1)工艺流程

AN/O脱磷工艺主要由厌氧池、好氧池和二沉池组成。废水和污泥通过厌氧和好氧交替循环。回流污泥进入厌氧池可吸收部分有机物并释放大量磷。好氧池废水中的有机物可以进行有氧降解。同时,污泥会吸收废水中大量的磷,部分富磷污泥通过剩余污泥排放,达到除磷的目的。

1在/o组合过程中选择/o组合过程的前提条件,一般的摄取需要高含量的容易降解的有机基质,这是采用/o组合过程的前提。

2AN/O组合工艺的特点:在厌氧好氧生物除磷(AN/O)组合工艺中,厌氧池应保持严格的厌氧状态,要求池内基本不存在硝态氮(如硝态氮浓度低于0.2 mg/L),溶解氧浓度低于0.4 mg/L,厌氧池容积一般占总容积的20%。厌氧池分为两个隔板,每个隔板都装有搅拌器,以保持污泥悬浮状态。厌氧池第一池硝态氮浓度应控制在0.3 mg/L以下,最好在0.2 mg/L以下,避免好氧池硝化混合物进入厌氧池,并控制回流污泥中硝酸盐含量。厌氧池的划分有利于抑制丝状菌的生长,产生具有良好沉降性能的污泥。

采用机械曝气或扩散曝气可使好氧池通风,实际应用中溶解氧浓度可控制在1.0mg/L以上,以保证有机物的降解和磷的吸收。

该工艺利用多磷酸盐细菌的厌氧磷释放和好氧吸磷特性,通过排放高磷污泥实现除磷。如果进水中磷和有机基质的浓度高,有机基质负荷低,剩余污泥量少,难以达到稳定的处理效果,因此该工艺特别适用于磷在进水中。有机基质的浓度比非常低。由于A / O组合过程的污泥龄较短(2-6d),系统通常不会达到硝化作用,返回污泥不会将硝酸盐带到厌氧区。

在厌氧-好氧活性污泥系统中,强调了混入回流污泥后保持厌氧状态的必要性。厌氧状态的维持不仅提高了聚磷菌的选择性,而且产生了活性高、致密性好、沉淀速度快的丝状菌污泥。由于丝状菌基本上是好氧菌,厌氧条件不利于它们,因此该工艺不仅能有效去除磷,而且能提高污泥的性能。

该/o组合过程简单,不需要管理或考虑内部循环。因此,由于没有内部循环,厌氧反应器可以保持良好的厌氧(或缺氧)状态。

AN/O组合工艺具有以下优点:

污泥在反应器中的停留时间一般为2~6天,相对较短。

2反应器(曝气池)中的污泥浓度通常在2700至3000mg / L之间。

BOD的去除率与一般活性污泥系统大致相同。磷的去除率较好。处理后的水中磷含量一般低于L.0mg/L,去除率约为76%。

沉淀污泥(残留污泥)中的磷含量约为4lt;unk;GT;,具有较高的肥效,可作为农业肥料。

(5)由于整个系统中的活性污泥在厌氧和好氧条件下交替运行,混合体系的SVI值为≤100mL≤g,沉降良好,污泥膨胀的可能性较小。

本工艺具有如下问题:

磷去除速率难以进一步增加,因为微生物对磷的吸收限于磷的吸收,特别是当进水的BOD值不高或废水中的磷含量高时,即,当P/BOD的值高时,污泥的产率较低。

2沉淀池中容易释放磷,特别是当污泥长时间停留在沉淀池中时。要注意及时排污和回流。

(2)厌氧-好氧联合生物除磷工艺设计及影响因素

在设计和计算厌氧-好氧(/o)生物除磷组合过程中,计算反应池总有效体积,计算需氧量,而曝气系统可参考传统的推式活性污泥系统的设计;厌氧段的布置和具体尺寸的计算,如长度、宽度、而反应池深度可参考氧-需氧(a/(0)生物脱氮组合工艺的设计。

厌氧-好氧(AN/0)生物除磷工艺的影响因素

在AN/O组合工艺中,在AN/O组合工艺中,有机底物污泥负荷NTS需要以简单的有机物为碳源PHB,有机底物污泥负荷NTS不得小于0.1kgBOD 5/(KgMLSS Httpd)。

2污泥浓度XT和污泥回流比R在A / O组合过程中,由于厌氧(An)和好氧(O)部分活性污泥中的微生物菌群以异养细菌为主,因此XT浓度和污泥回流等参数比率R类似于仅考虑异养碳去除效率的常规活性污泥法,其中MLSS需要2700-3000mg / L,R需要50%-100%。

(3)在AN/O组合工艺中,Theta-C污泥龄仅适用于聚磷菌和脱碳异养菌,以防止硝化。一般情况下,θ-c的服用时间为2-6天。

4液压停留时间(hrt)因为在/o组合过程中的微生物菌群主要是异养细菌,所以bod5的去除率与传统活性污泥过程大致相似,反应池中的液压停留时间较短。一般厌氧池的an段中的hrt为1~2h,氧池中的hrt为2~4h,总量为3~6h。在an段中的hrt与在o段中的hrt之比为1:(2~3)。

(5)溶解性总磷与溶解性BOD5的比值,为满足聚磷菌厌氧释磷过程中对简单有机基质的需求,废水中溶解性总磷与溶解性BOD5的比值(S-TP/SBOD5)必须小于0.06。对磷的去除率为70%,≤去除率为80%,处理后出水的磷浓度一般低于1.0 mg/L。

为维持厌氧阶段的厌氧磷释放条件,在O/O组合工艺中溶解氧浓度约为0mg/L·min~(-1)。为了满足好氧磷积累菌的需要,0阶段DO浓度约为2mg/L。

(3)厌氧 - 好氧(An / O)生物除磷联合工艺的开发

由于现有底物大多为VFA可降解有机底物,如果原水中VFA有机底物含量较低,会影响传统A/0组合工艺的除磷效率。为了解决这一问题,巴纳德对传统的A/O组合过程进行了改进,提出了主动-初级组合过程。

ap组合过程的目的是产生一种低分子量的有机基质,如乙酸,通过初始污泥的发酵有利于多磷酸根细菌的使用,从而促进了后续的/o系统的良好运行。将厌氧段的保水时间缩短到1小时或更短。

3A/O工艺流程

厌氧/好氧活性污泥除磷系统(A≈O)由前级厌氧池和后级好氧池串联而成。

第一阶段是厌氧池,其中城市污水和回流污泥进入池,并在水下叶轮的作用下混合。回流污泥中的多聚磷酸可同时吸收和去除部分有机物,同时释放出大量的磷。然后,混合液体进入人体尾部好氧池,废水中的有机物被氧化和分解。同时,除磷菌外,除磷菌还会使污水中的磷强化并超过污水中的磷,然后通过排放高磷剩余污泥来去除废水中的磷。在运行良好的条件下,剩余污泥中的磷含量大于2.5%。

A / O生物除磷工艺的主要特点:

①工艺流程简单。

(2)厌氧池在前面,好氧池在后面,有利于抑制丝状菌的生长。混合液SVI小于100,污泥易沉淀,污泥不易膨胀,可降低好氧池有机负荷。

反应池中3,液压停留时间短,厌氧槽的液压停留时间通常为1至2h,有氧池的液压停留时间为2至4h,总共是3到6小时。厌氧游泳池/有氧游泳池的水力停留时间比一般为1:(2比3)。

(4)剩余活性污泥含磷量高,一般在2.5%以上,污泥肥效好。

磷的去除率难以进一步提高。当污水BOD浓度不高或含磷量高时,P/BOD 5比值高,剩余污泥产率低,除磷率难以提高。

6当污泥长时间停留在沉淀池中时,产磷菌会在厌氧状态下释放出磷,从而降低了该过程的磷去除率,因此有必要注意及时排污和污泥返回。

(2)磷化氢工艺

光带工艺最早由莱文于1965年提出。该工艺包括在回流污泥分流管道中加入脱磷池和化学沉淀池。

在该工艺中,A2-≤-O工艺的厌氧段被改造为类似于普通重力选矿厂的磷解吸池。部分回流污泥在磷解吸池中释放磷。污泥停留时间一般为5≤12h,水力表面负荷小于20m3/(m2·d)。浓缩后,污泥进入缺氧池,除磷池上清液含高浓度磷,上清液经石灰混合沉淀池化学处理形成磷酸钙沉淀,含磷污泥可用作农用肥料,混凝沉淀池出水需经初沉池处理。石膏法除高磷剩余污泥中的磷外,还采用化学沉淀法除磷。该工艺具有生物除磷和化学除磷的双重功能,具有高效除磷的功能。

污水中的磷是怎么回事?污水除磷的原理?看完你就清楚了!

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