磷污染处理技术的研究进展

2017-02-28 10:08高教成
科技资讯 2016年29期
关键词:去除率

高教成

摘 要:磷是生物体内所必需的元素,同时又是导致水体富营养化的主要原因。水体中的磷污染主要来源于外源性磷和内源性磷,大量合成洗涤剂的使用已成为城市废水中磷污染的主要来源。该文浅述了磷污染的处理技术,主要包括生物法、化学沉淀法和结晶法,还有吸附法、人工湿地法等,并介绍了各种除磷工艺的原理、影响因素及其应用范围等。

关键词:磷污染 废水除磷 去除率

中图分类号:X71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)10(b)-0064-02

磷作为一种营养物质,是构成蛋白质、核酸和脂肪的重要组成成分,是生物体内所必需的元素,同时又是导致水体富营养化的主要原因。当水体中总磷浓度大于0.02 mg/L时,通常会引起水体产生富营养化现象。据有关报道,我国主要水体(湖泊、水库等)目前磷污染较严重,富营养化问题较突出。其中,国控监测重点水体(湖泊、水库等)呈现中度富营养状态的占7.7%。

1 磷污染来源及危害性

水体中的磷污染分为外源性磷污染和内源性磷污染。其中,外源性磷污染可分为点源和非点源两种,内源性磷污染可向水体中进行释放,为富磷底质中的磷。据有关调查研究,我国一些主要的富营养湖泊中约63.9%磷污染来源于城市废水,城市废水中有一半的磷来自于合成洗涤剂的使用。因此,大量地使用合成洗涤剂,会增加水体中的磷含量,这已成为城市废水中主要的磷污染源。

磷污染最直接的危害是产生水体富营养化现象,主要表现为水体中藻类的大量繁殖,使水体应有的净化功能丧失,影响人类的生产和生活环境。水体富营养化现象的形成危害大、历时短,表现为:水体生态系统平衡遭到严重的破坏,藻类缺氧腐烂,水体产生异味,感官性能恶化;城镇水厂滤池容易受堵塞,过滤效率降低,大幅度增加制水成本,消毒会生成三卤甲烷等“三致”物质,供水水质恶化,影响居民的饮水安全;水体溶解氧含量降低,大量鱼类死亡,水产养殖业将受到很大影响。

鉴于磷污染的严重危害性,防止磷污染、控制水体磷排放,对于保护水环境具有重要的意义。我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)规定,出水中总磷限值为0.5 mg/L(一级A标准)。

2 磷污染的处理技术

磷污染的处理技术是当前水处理中亟待解决的重点和难点。磷污染的处理技术主要包括生物法、化学沉淀法、结晶法、吸附法、人工湿地法等。

2.1 生物法

生物法去除废水中磷的基本原理可分为两类:一类是传统生物法除磷,其在厌氧的反应条件下,采用聚磷菌(PAO)来释放磷,然后在好氧的反应条件下,过量地吸收磷,同时通过周期性地排出富磷污泥,来实现废水生物除磷的目的;另一类是反硝化除磷,其在厌氧的反应条件下,采用反硝化聚磷菌(DPB)来释放磷,然后采用电子受体(亚硝态氮、硝态氮),在缺氧的反应条件下过量地吸收磷,硝态氮被还原为氮气,来实现废水生物除磷和反硝化的目的。一般条件下,废水生物除磷的工艺包括:A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺等,以及在常用工艺的基础上的UCT工艺、Phoredox工艺、A2N工艺等。

高志广等[1]以实际污水为研究对象,考察厌氧条件下生物除磷的效果,并探讨水力停留时间HRT对A/O工艺除磷效果的影响。研究表明,厌氧水力停留时间不宜过短(小于1.3 h)或过长(大于2.5 h),水力停留时间过短或过长,都不利于A/O工艺生物稳定除磷效果。水力停留时间取决于进水有机物的含量和聚磷菌的性能,以PHAs的合成量最大用来控制最佳A/O工艺除磷最佳的水力停留时间。

生物法废水除磷运行费用低,在一般情况下可将废水中90%的磷去除,但是其去除磷的稳定性较差,易受运行条件和进水水质的影响,而且较依赖于废水中的有机物浓度。当废水進水中有机物浓度较低或磷浓度大于10.0 mg/L时,由于处理完出水中磷往往难以达标,因此通常辅以化学法除磷。

2.2 化学沉淀法

化学沉淀法去除废水中磷,是采用化学药剂(铁盐、铝盐等)与废水中的磷酸盐反应,生成磷酸盐沉淀物,进而通过固液分离,来实现废水中化学除磷的目的。通常,化学沉淀法除磷的金属盐有硫酸亚铁、硫酸铝、石灰等。根据化学药剂的投加点不同,化学沉淀除磷工艺包括:同步化学沉淀、前置(后置)化学沉淀、后继接触过滤。

汪辉等[2]研究不同的无机高分子化学药剂对实际生活污水中磷去除的效果。在所试条件下,其对生活污水中磷的去除效果依

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