廣東化工2010年第5期●182.www.gdchem.com第37卷總第205期污水除磷技術(shù)的研究進(jìn)展羅肖肖，陶禹傳(廣東省冶金建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州510080)[摘 要]水體中氮磷的累積是引起水體 窩營(yíng)養(yǎng)化的主要原因之一。富營(yíng)養(yǎng)化污染是目前世界各國(guó)面臨的重大環(huán)境問(wèn)題。造成湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的限制性物質(zhì)主要是磷。因此，除磷技術(shù)的研究和應(yīng)用就顯得十分重委。除磷技術(shù)效果比較好、應(yīng)用比較多的是生物除磷技術(shù)和化學(xué)除磷技術(shù)，兩種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，除磷技術(shù)的發(fā)展方向是生物除磷和化學(xué)除磷的聯(lián)合使用。|關(guān)鍵詞]窩背養(yǎng)化;除磷;化學(xué)沉淀[中國(guó)分類(lèi)號(hào)]X5[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1007.1865<2010)05-0182-02Development of Research on Phosphorus Removal form WastewaterLuo Xiaoxiao, Tao Yuchuan(Guangdong Metallurgical and Architectural Design Instiute, Guangzhou 510080, China)is an important environmental problem in the world. The rstrictive factor which resulting in europhication is phospborus. Thus it is important to study and apply thetechnology of phospborus rermoval. The biological phosphorus removal and chemical phosphorus removal have their sbortcomings respectively. The developmentaldirection of phosphons removal is simultaneous application of biological and chemical pbosphorus renoval.Keywords: eutophicatin; phosphonus removal; chemical peipiation人口集中的城市排放出大量含氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生活污水存物質(zhì)，一碳兩用，達(dá)到節(jié)省碳源的目的是- -種可持續(xù)的污水排入湖泊、河流和水庫(kù)，引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化"。中國(guó)主要湖處理工藝圖。2.3 生物除磷的特點(diǎn)泊處于氮、磷污染而導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化的占統(tǒng)計(jì)湖泊的50%以上午。水體富營(yíng)養(yǎng)化引起藻類(lèi)以及其他浮游生物迅速繁殖,水體溶解氧國(guó)內(nèi)外的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,采用生物除磷方法，磷的去量下降，使魚(yú)類(lèi)或其他生物大量死亡、水質(zhì)惡化,加速湖泊的衰除量一般約為BOD去除量的3.5 %~4.5 %，其中MLSS中的磷亡過(guò)程。因此，除磷技術(shù)的研究和應(yīng)用就具有重要的意義。含量平均為5 %9。影響厭氧/好氧除磷工藝的主要因素有:有1除磷技術(shù)的方法機(jī)物及其可生物降解性、pH、 溶解氧濃度、厭氧區(qū)的硝酸鹽污水除磷主要是通過(guò)把污水中的磷酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w顆粒氮、污泥停留時(shí)間以及溫度等。這些因素常使生物除磷工藝過(guò)從污水中除去。這些固體顆?？梢允遣蝗芙獾牧姿猁}沉淀;或程不穩(wěn)定,一般單獨(dú)采用生物除磷工藝很難滿足出水含磷量低者是活性污泥中的微生物固體，也可以是人工濕地的植物組于0.5 mg/L的排放要求。分例。廢水除磷的方法有很多種,但除磷效果較好、應(yīng)用較多3化學(xué)沉淀法的原理和應(yīng)用的是微生物法和化學(xué)沉淀法?；瘜W(xué)沉淀法是最常用的除磷方法。化學(xué)除磷是指通過(guò)向污2生物除磷的原理水中投加無(wú)機(jī)金屬鹽藥劑與污水中溶解性的磷酸鹽混合后,形2.1聚磷菌的除磷原理成顆粒狀非溶解性的物質(zhì)，通過(guò)固液分離從污水中去除磷。磷污水生物除磷的技術(shù)源于微生物的超量吸磷現(xiàn)象。生物除的化學(xué)沉淀分為4個(gè)步驟I0]:沉淀反應(yīng)、凝聚作用、絮凝作用磷主要包括兩個(gè)過(guò)程:厭氧放磷和好氧吸磷。在厭氧條件下，和固液分離?；瘜W(xué)除磷的藥劑主要有鋁鹽法，鐵鹽法,石灰法兼性細(xì)菌通過(guò)發(fā)酵作用將溶解性化學(xué)需氧量轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性有和鎂鹽法。3.1鋁鹽除磷技術(shù)機(jī)酸(VFAs)，聚磷細(xì)菌(PAO)將VFAs 轉(zhuǎn)化為聚羥基烷基酸(PHA)S,聚磷菌把細(xì)胞中的聚磷酸鹽水解為正磷酸鹽釋放到鋁鹽除磷的理論反應(yīng)摩爾比為1 : 1,但在實(shí)際應(yīng)用中,由胞外，并從中獲取能量,這就是厭氧放磷過(guò)程。在好氧的條件于鋁鹽的其他一系列反應(yīng),很難達(dá)到理論值。用鋁鹽同磷酸鹽下，聚磷菌以O(shè)2作為電子受體，通過(guò)所貯藏的PHB代謝產(chǎn)生反應(yīng)，其沉淀物為Al(OH)和AIPO,的混合物。由于磷酸鹽沉的能量，過(guò)量地從污水中攝取磷酸鹽,并產(chǎn)生新的細(xì)胞物質(zhì)，淀中化學(xué)劑的水解產(chǎn)物可與磷酸鹽發(fā)生化學(xué)吸附并進(jìn)行絡(luò)合這就是好氧吸磷的過(guò)程。反應(yīng)形成絡(luò)合物共同沉淀,在-定條件下，磷酸鹽沉淀可能是普通細(xì)菌含磷址約為其重量的2.3%,而聚磷菌體內(nèi)磷的化學(xué)絡(luò)合起主要作用，而不是以電性中和為主。Elisabeth在其含量可達(dá)7 %~8 %l0。由于活性污泥在運(yùn)行中不斷增殖,為研究中指出，正磷酸鹽的去除主要不是通過(guò)硫酸鋁的沉淀完了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須不斷排除和增殖量相當(dāng)?shù)氖Ｓ辔勰?。成，而是通過(guò)羥基磷酸鋁沉淀來(lái)完成"。剩余污泥中包含過(guò)量吸收磷的聚磷蔭，也就是從污水中去除的含3.2 鐵鹽除磷技術(shù)磷物質(zhì)。這就是厭氧和好氧交替的生物處理系統(tǒng)除磷的本質(zhì)。鐵鹽是使用較多的一-種除磷絮凝劑。由于在各種陰離子2.2反硝化除磷菌的除磷原理中，磷酸根對(duì)Fe'水解行為影響最為突出，它可以取代與Fe*+近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)一種兼性厭氧反硝化除磷細(xì)蔭DPB能結(jié)合中國(guó)煤化絡(luò)合物，改變Fex的水.在缺氮環(huán)境下吸磷。這些細(xì)菌能以硝酸鹽作為電子受體在進(jìn)行解路行氫氧化鐵凝股及各種反硝化的同時(shí)完成過(guò)敏吸磷7'。反硝化除磷工藝就是利用這一鐵氧化C N M H Gt講表明有雙核絡(luò)合物原理，將反硝化和除磷這兩個(gè)過(guò)程合二為一,達(dá)到同步除磷脫存在，之間形成了橋。因此溶液中可能會(huì)有難溶絡(luò)合物生成，且生成氮目的。吸磷和反硝化這兩個(gè)不同的生物過(guò)程借助同一個(gè)細(xì)菌的絡(luò)合物表面有很強(qiáng)吸附作用，通過(guò)吸附作用叮除更多的磷I51。在同一一過(guò)程完成，PHA既是反硝化除磷菌的碳源又是能敏儲(chǔ)[收稿日期] 2010-01-11[作者簡(jiǎn)介羅肖肖(1984), 男，河南人，助理工程師，主要研究方向?yàn)樗廴究刂萍夹g(shù)。2010年第5期廣東化工第37卷總第205期www.gdcbem.com.183.3.3石灰除磷技術(shù)(3]uz E, de Bashanab, Yoev Bashan. Recent advances in remnoving posphons石灰法除磷由于其處理費(fèi)用低，而且容易操作,比較常用。from wastewater and is future use 85 frilior (9972003)0]0 Water Research,Battistoni的研究表明，由于碳酸鹽和磷酸根對(duì)鈣離子有競(jìng)爭(zhēng)作2004, 38(19): 422-4246.用，碳酸鹽的存在阻止羥基磷酸鈣的形成"4，在pH-8.0時(shí)，[4劉云根，江映翔，周單.污水化學(xué)除磷技術(shù)的現(xiàn)狀和進(jìn)展[).云南環(huán)堍碳酸鹽嚴(yán)重影響了磷酸鹽的沉淀速率，pH是磷酸根沉淀過(guò)程科學(xué)，2005, 24(增刊): 45-48.的一個(gè)重要影響因子。但在pH=9~1I時(shí)，碳酸根叮能與磷酸[5]Petersen B. Phosphate uptake kinetics in relation to PHB under aerobic根產(chǎn)生協(xié)同沉淀作用"5),從而降低溶液中的磷酸根濃度。codition[J]. Water Research, 1998, 32(1): 91-100.[6]宋曉明，楊健,王萍.廢水除磷研究進(jìn)展[閃.福建環(huán)境，2003, 20(6):3.4鎂鹽除磷技術(shù)33-35.向污水中投加鎂鹽，可與污水中的磷酸根和氨氮生成磷酸[7]Bortone G, Salarelli R, Alonso V, et al. Biological anoxic posphorus銨鎂沉淀。磷酸銨鎂沉淀的形成包括兩個(gè)階段:成核階段和生removal -the Dephanox pocss[]. Water Scicne and Technology, 1996，長(zhǎng)階段。在成核階段，組成晶體的離子形成晶胚;在成長(zhǎng)階段，34(1-2): 19.128.1組成晶體的離子不斷結(jié)合到晶胚上,晶體不斷長(zhǎng)大，最后達(dá)到[8]Kuba T. Phosphorus and nitrogen removal with minimal COD requirement平衡。Stratful等研究了pH對(duì)磷酸銨鎂沉淀的影響，在pH=7時(shí)，by integration of denitifying dephosphatation and nitifcation in a two sludge沒(méi)有磷酸銨鎂沉淀產(chǎn)生;在pH=7.5時(shí)，產(chǎn)生極少量的晶狀沉system[刀]. Water Research, 1996, 30(7): 1702-1710.淀;在pH=8.5時(shí)，溶液中92 %鎂離子形成沉淀，但是只有85 %[9]邱維，張智。城市污水化學(xué)除磷的探討[].重慶環(huán)境科學(xué), 2002, 24(2):的磷酸根被脫除。隨著pH的升高，在pH達(dá)到10時(shí)，97 %以上81-84.的鎂離子被除去(161.[10]Mogens Henze, Poul Haremoes.污水生物處理與化學(xué)處理技術(shù)[M].國(guó)3.5化學(xué)沉淀法的特點(diǎn)家城市給水排水工程技術(shù)研究中心譯.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，199化學(xué)沉淀法的除磷效率較高，操作簡(jiǎn)單，且結(jié)果穩(wěn)定,不150-152會(huì)重新放磷而導(dǎo)致二二次污染，當(dāng)進(jìn)水濃度較大或有一定波動(dòng)[11]lisbeth G, Ronald G. Pbospborus removal from wastewaters :時(shí)，仍有較好的除磷效果。要求出水TP濃度越低，所需投加experimental and theoretical support for atemative mecbanisms[]. Water的藥劑量也越多。金屬鹽的投加量需通過(guò)試驗(yàn)確定。化學(xué)藥劑Research, 1997, 31(2): 328-338.投加所產(chǎn)生的磷酸鹽沉淀和其他化學(xué)沉淀物,會(huì)增加污水處理[12]Roger LP, Roger J A. The mechanism of phosphate fixation by iron廠的剩余污泥量，從而導(dǎo)致污水處理成本的提高。Schidke測(cè)oxides[]. Soil Sci Soc Amer. Proe, 1975, 39: 837-841.出投加鐵鹽或鋁鹽到污水:二級(jí)生物處理廠,使出水磷濃度達(dá)到[13]王立立，劉煥彬，胡勇有，等.生活污水二級(jí)生物后的鐵鹽混凝除磷1 mg/ L,相應(yīng)的污泥總量和體積將分別增加26 %和35 %"。試驗(yàn)研究[D].環(huán)境污染與防治，2003, 24(6): 361-364.4除磷技術(shù)的發(fā)展方向[14]attistoniP, Fava G, PavanP, et al. Phosphate removal in anacrobic目前污水處理廠目標(biāo)不僅為懸浮物和COD的去除，還要liquors by struvite cysallizaion without adition of chemicals: preliminary求脫氮除磷。但由于除磷和脫氮之間在碳源、泥齡等方面存在resuls(J]. Water Research, 1997, 31, 2925-2929.著矛盾，而且硝酸鹽的存在對(duì)生物除磷工藝有一定的影響，生[15]Song Y, Hahn HH, Hofmann E. The ffof of carbonate on the preipiatioan物除磷和生物脫氨很難同時(shí)達(dá)到最佳的效果。由于脫氮- -般只ofcalcium popae[]. Eniroment Tconology, 2002, 23: 207-215.能靠生物去除，而除磷工藝既可以采用生物除磷，也可以采用[16]Stratful 1, Scrimshaw M D, Lester 」N. Conditions infuencing the化學(xué)除磷。因此可以在優(yōu)先保證脫氮效果的前提下，輔助以化precipitation of magnesium ammonium pbosphate[]. Water Research, 2001,學(xué)除磷，使得出水中的TN和TP同時(shí)達(dá)到要求。但在生物除磷35: 191-199.和化學(xué)除磷聯(lián)合作用下,化學(xué)藥劑對(duì)活性污泥生物活性的影響[17鄭興燦，李亞新.污水除磷脫氰技術(shù)M.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，值得進(jìn)一步研究。1998, 130-132.(本文文獻(xiàn)格式:羅肖肖,陶禹傳.污水除磷技術(shù)的研究進(jìn)展參考文獻(xiàn)[]劉培桐.環(huán)境學(xué)概論[M]第二版.北京:高等教育出版社, 1995, 89-90.[J].廣東化工，2010, 37(5): 182- -183)[2]唐云梯.實(shí)用環(huán)境保護(hù)數(shù)據(jù)大會(huì)M.武漢:湖北人民出版社, 1993, 50-55.(上接第175頁(yè))[30]LiLs, Ye W Y, ZhangQY, et al. Catalytic ozonation of dimethyl[26]Hector V, Claudio A z.phthalate over cerium supported on activated carbo[]. Joumal of Hazardousozonation of benzothiazole promoted by activated carbon : KineticMaterials, 2009， 170: 411416.approach[]. Chemosphere, 2006, 65: 1131-1136.[31]Faria PCC, OrfaoJJM, Perein M F R. Anovel ceria activated carbon[27]WuCH, KuoCY, Chang c L. Decolorization ofC. I. Reactive Red2composite for the catalytic ozonation of carboxylic acids[J]. Catalysisby catalytic ozonation poess[. 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