除磷方法

除磷方法（共7篇）

除磷方法 篇1

家庭洗涤废水占整个生活用水废水的大部分, 而含磷洗衣粉、洗涤剂在国内仍有大量使用, 由此给水资源造成了巨大的破坏。如果能对家庭用洗涤废水进行除废再利用, 将会有很好的经济效益和环保的社会效益[1]。

1 磷对环境的危害

磷是藻类的助长剂。磷在水中含量的增加导致水质趋向富营养化, 从而造成各种藻类、水草大量滋生。藻类的繁殖过程以及死亡藻类的分解作用都会大量消耗氧气, 从而导致水生动物因缺氧死亡。相关统计数据显示, 目前我国洗衣粉年消费量为350×104t, 若以洗衣粉中磷酸盐平均含量为15%计算, 则每年就有超过50×104t含磷化合物排放到地表水中, 而1g磷就可使藻类生长100g。

目前, 我国湖泊及城市水系由于含磷过多, 几乎都处于富营养化状态, 水质严重恶化, 许多地方地表水根本不能饮用;导致红色浮游生物爆发性繁殖的近海海水“赤潮”现象以及城市水系中出现水生植物“疯长”的“浮华”现象均是由于水系中富含磷造成的。

2 废水除磷方法概述

废水除磷方法有物化除磷、生物除磷以及人工湿地除磷三类方法, 其中物化除磷法包括化学沉淀法、结晶法、吸附法。除磷方法的采用需要根据磷在污水中不同的存在方式而决定。具体除磷方法详见表1所示[2]。

化学沉淀除磷方法无论是在除磷量还是在除磷效果方面都具有明显优势, 应用前景十分广阔, 但当前的化学沉淀除磷仍有其弊端, 需要不断改进除磷工艺和开发新型沉淀剂等。

3 适合家庭用磷处理方法研究

对于家庭洗涤后含磷的废水处理后作为中水再利用, 可以有效地减少家庭用水量, 并减少污水的排放。另外由于先期做过相应的废水处理, 可以降低后期污水集中治理的难度和投入。

家庭用洗涤废水的处理需要具有以下几个方面的特点:操作简便、投入少, 不会形成二次污染。结合前面综述的除磷处理方法, 采用基于生石灰 (Ca O) 或者熟石灰 (Ca (OH) 2) 的化学沉淀法可以较为方便在家庭废水除磷中得到应用。

利用钙盐进行除磷方法的反应式如 (1) 和 (2) [3]:

将Ca (OH) 2或Ca O投加到待处理的废水中, 可以生成羟基磷灰石, 副反应生成的碳酸钙可以作为增重剂, 有助于沉淀[4]。反应后生成的羟基磷灰石可以为后续磷的提炼作原料, 不会产生二次污染。

4 结语

采用基于石灰的化学沉淀法是一种价廉实用的废水除磷方法, 比较适合于家庭洗涤废水的除磷操作, 但同时也存在一定的弊端, 例如化学沉淀后产生污泥的处理问题亟待解决。目前, 通过对石灰除磷的生成物磷灰石已经逐步成为提炼磷的重要来源, 真正意义上地做到了磷的循环利用。

另外, 禁磷、限磷并不是最好解决磷污染的办法, 通过改革洗涤剂的组分、改变农业生产模式、采用先进的废水处理技术如沉淀法除磷、以及运用生物控制技术可以实现主动解决磷污染的问题[5]。

参考文献

[1]孙玮玮, 周博, 薛庆庆, 张鹏.处理家庭洗涤废水滤料的研究[J].大众科技, 2013, 15 (172) :74-75.

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[3]方海峰, 黄颖, 林金清.从废水中回收磷的主要方法和常见工艺[J].环境科学与技术, 2007, 30 (10) :104-107.

[4]徐丰果, 罗建中, 凌定勋.废水化学除磷的现状与进展[J].工业水处理, 2003, (5) :18-20.

[5]张元琴, 马宏佳.洗衣粉中三聚磷酸钠的测定和讨论[J].科技活动, 2001, 11:47-48.

金属氧化物吸附除磷方法探讨 篇2

关键词：吸附剂,除磷,金属氧化物,吸附容量

水体的富营养化造成水中藻类大量繁殖, 溶解氧锐减, 严重破坏了水体生态环境, 威胁水生生物的生存和人类健康。富营养化污染已成为目前世界各国所共同面临的重大环境问题。富营养化污染的主要原因是由于排入水体的氮、磷等营养物质过多所致。研究表明, 多数富营养化水体中的控制因素为磷[1], 因此, 废水除磷对防治水体富营养化尤为重要。

通常使用的除磷方法主要包括化学法和生物法, 但均不能进行磷回收。而吸附法除磷从一定程度上弥补了以上方法的不足。吸附法处磷, 主要是指利用固体吸附剂的物理吸附和化学吸附性能, 去除或降低废水中的磷。吸附法作为一种从低浓度溶液中去除特定溶质的高效低耗方法, 特别适用于废水中有害物质的去除。

本文采用三种金属氧化物 (活性氧化铝、水合氧化镧、新型稀土铈铁复合吸附剂) 作为吸附剂, 在不同吸附时间、温度和pH值的条件下, 分别检测金属氧化物对磷的吸附效果, 同时对吸附法除磷机理做了初步的探讨。为开发高效、廉价的除磷吸附剂提供了有价值的参考依据。

1 实验部分

1.1 主要仪器

CHA—S气浴恒温振荡器、TDL80—1A型离心机、DHG—9070型电热恒温鼓风干燥、7 2 1型分光光度计、马沸炉、玻璃电极、ZD-2型电位滴定计、DRZ-A电阻炉温度控制器、电磁搅拌器、PF-1型氟电极、2 3 2型甘汞电极。

1.2 实验材料与试剂

吸附剂:活性氧化铝、水合氧化镧、铈—铁复合金属氧化物。

含磷废水为KH2PO4模拟, 浓度10mg/L。

0.6%磷钼酸铵溶液:溶解3g钼酸铵, 1g酒石酸于100ml水中, 加入浓硝酸13ml, 用水稀释至500ml。

0.1%二氯化锡溶液:溶解0.2g二氯化锡于1.25ml浓盐酸中, 用水稀释至200ml。

氧化铝、氢氧化钠、氟化钠、氯化镧、氯化铁、氯化亚铁、硫酸高铈、氯化钠等所用试剂均为分析纯。

1.3 实验及测试方法

取100ml含磷的模拟废水于250ml的锥形瓶中, 加入一定量的活化后的吸附剂, 在一定的条件下, 放入恒温振荡器振荡一段时间后, 静置, 离心分离后, 取上层清液用氯化亚锡还原光度法检测磷的浓度, 用吸附量表示磷的吸附效果。按下式计算单位吸附剂的磷吸附量。

式中:m—吸附剂质量;Ci—初始水溶液中的磷浓度;Ce—终态水溶液中的磷浓度;V—磷溶液体积。

2.4 温度对各吸附剂吸附容量的影响

取100ml 10mg/l的磷溶液于250ml的锥形瓶中, 分别加入各吸附剂2mg, 溶液的pH=7.3, 在不同温度下, 150r/min的振荡器里振荡24h。实验结果如表2、表3、表4。

2.5 pH值对各吸附剂吸附容量的影响

p H值是影响金属氧化物对阴离子吸附效果的最重要因素之一[2], 试验溶液初始磷浓度10mg/L, 体积100ml, 用NaOH和HCl调节溶液的初始pH值, 各吸附剂加入量为2mg (25℃, 150r/min) , 吸附24小时达到平衡。见表5、表6、表7。

2.6 反应机理

废水中的磷以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷的形式存在。聚磷酸盐在酸性条件下可以水解为正磷酸盐, 大多数生活污水的pH范围在6.5~8, 在污水生化处理过程中, 所有的聚磷酸盐都被转化为正磷酸盐, 没有缩聚磷酸盐能残存下来。同时, 在细菌的作用下, 污水的有机磷也部分转化为正磷酸盐[3]。因此, 在废水吸附除磷过程中, 主要关注于正磷酸盐, 在pH值6~9的典型生活污水中, 主要存在形式为磷酸氢根和磷酸二氢根[4]。

2.实验结果与讨论

2.1 氯化亚锡还原光度法测定磷的标准曲线

吸取10mg/l的磷标液0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0ml于比色皿中, 加入5ml 2mol/LH2SO4, 再加入5ml 0.1%SnCl2, 最后加入2ml 0.6%钼酸铵, 稀释至25ml。

2.2 三种金属氧化物吸附效果的比较

本实验在初始pH=7.5时对活性氧化铝、水合氧化镧、新型稀土铈铁复合吸附剂进行了24小时吸附实验, 结果如表1。

由表1可以看出, 在相同的工艺条件下, LaH的吸附率较大, 说明LaH对正磷酸根的吸附能力远远高于另外两种吸附剂, 这表明LaH是一种极具开发潜力的吸附剂。

2.3 时间对各吸附剂吸附容量的影响

在初始浓度为10mg/l (以磷元素计) , 体积为100ml, 初始PH=5的磷酸盐模拟水样中分别加入各吸附剂2mg, 在振荡器的作用下 (25℃, 150r/min) , 隔一定时间取样分析, 绘制平衡吸附曲线如下图。

3. 结论

吸附时间、温度以及pH值是影响吸附剂吸附率的重要因素。实验结果表明振荡24h后吸附效果达到最佳;而溶液pH值对Al2O3、LaH、Fe-Ce的影响都较大;温度对LaH的影响最大, 对Al2O3、Fe-Ce的影响最小

总之, Al2O3、LaH、Fe-Ce对磷有良好的吸附效果, 和传统的活性炭吸附剂相比较, 这三种吸附剂的吸附率高, 在实际应用上具有明显的优势。同时实验结果表明La H吸附剂对磷的吸附效果最好。

参考文献

[1]彭近新, 等.水质富营养化与防治.北京:中国环境科学出版社.1998

[2]M.A.Anderson;刘莲生译.水溶液吸附化学.北京:科学出版社.1989

[3]肖举强.离子交换与吸附[J].1992, 7 (6) :375

[4]武丽文, 刘建荣.工业水处理[J].1993, 13 (2) :23

除磷方法 篇3

该专利涉及一种用于二级生化出水同步除磷除COD的深度处理方法。具体步骤如下:调节待处理水样p H至4~5;将Fe SO4和H2O2按摩尔比1∶ (0.5~1.5) 混合, 避光反应20~40 s后, 加入到上述已调整p H的水样中, Fe SO4与待处理水样中COD的质量比为1∶ (2~3) ;快速搅拌15~30 s, 然后慢速搅拌10~15 min, 沉淀60~180 min;分离沉淀物, 上清液为处理后出水。采用该专利处理后出水中磷的质量浓度低于0.5 mg/L, 磷去除率达90%以上;COD小于50 mg/L, COD去除率达35%以上。/CN103708644 A, 2014-04-09

吸附除磷技术中试研究 篇4

利用磷吸附剂进行深度除磷,通过现场中试,考查了磷吸附系统的运行条件和处理效果,分析了工程实用性。

1 试验材料与方法

1.1 磷吸附剂

中试采用某公司提供的B型磷吸附剂,表观比重0.92 g/cm3,标准颗粒直径0.4~1.5 mm(75%以上);该吸附剂在接近中性的p H值条件下有着较高的吸附能力,当p H值>5.0时,其吸附率可在85%以上。该吸附剂为Mg2+、Al3+、Cl-、OH-、及H2O组成的不可溶矿物性物质。由H2O、Cl-形成的中间层夹于Mg2+、Al3+、H2O组成的基本层中间,整体构造呈现夹层状。Cl-可与其他阴离子进行离子交换,特别是对PO43-具有较高的亲和性,当磷吸附剂在水中接触到PO43-后,中间层的Cl-就会对PO43-进行置换,从而将PO43-从水中去除。

1.2 工艺流程

吸附试验工艺流程示意图如图1所示。朱家浜为现场附近的河流,虚线框内所围部分为磷吸附试验流程。

曝气生物滤池(BAF)主要去除水中的NH3-N和有机物,混凝沉淀池所投加混凝剂为聚合氯化铝(PAC),和砂滤一起用来去除大部分的TP及悬浮物、微粒等,脱气塔则用来降低水的碱度,保证出水TP达标。

现场共3个磷吸附塔,1个连接脱气塔,1个直接与水箱相连,另外1个备用。每个塔的进水端都安装了流量计。每个磷吸附塔中有吸附剂15.7 L,石英砂垫层2.4 L,过水流量为80 L/h。脱气塔的作用是去除河水中的HCO3-。HCO3-与PO43-形成竞争吸附从而影响磷吸附剂的除磷效果和寿命,而磷吸附前的各流程对HCO3-没有明显的去除作用,因此设置了脱气塔,向进入脱气塔的水中投加一定量HCl,调节至p H=4.0~4.5,水流经过脱气塔后,HCO3-变成CO2被吹脱去除。经过磷吸附塔的出水,视p H情况,添加Na OH调节至中性后排放。试验中对比了脱气与不脱气2种模式下的运行效果。

1.3 检测方法

TP、溶解性TP及PO43-浓度的检测方法按GB11893—1989《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》,其最低检出浓度为0.01 mg/L,测定上限为0.6 mg/L。

2 试验结果与分析

2.1 河水水质

中试过程中,对河水水质进行了持续的监测,结果见表1。

从表中可见,河水TP中约70%为PO43-,比例较高,因此,PO43-的有效去除对实现出水TP达标至关重要;碱度的平均值高达205.2 mg/L,脱气塔发挥了主要作用。

2.2 不同进水磷浓度情况下的吸附除磷效果

通过调节混凝时PAC的投加量来调节磷附塔进水磷浓度,通过一段时间的运行检测,考查磷吸附工艺在处理不同TP浓度进水时去除效果,结果见图2。

图2a)反映进水TP浓度较高的情况:试验期间进水TP浓度为0.13~0.20 mg/L,平均浓度0.16 mg/L;进水PO43-浓度为0.10~0.15 mg/L,平均浓度0.12 mg/L。经过有脱气塔的吸附系统处理后,出水TP平均浓度在0.03 mg/L左右,去除率达81%;出水PO43-浓度则均<0.01 mg/L,低于检测限,几乎被完全去除。

图2 b)反映进水TP浓度较低的情况:试验期间进水TP浓度为0.04~0.06 mg/L,平均值0.05 mg/L;进水PO43-浓度为0.01~0.05 mg/L,平均值0.03 mg/L。经过有脱气塔的吸附系统处理后,出水TP和PO43-浓度平均值均<0.01 mg/L;在不经过脱气塔的情况下,出水TP浓度平均值为0.02mg/L,PO43-平均浓度也低于检测限,几乎被完全去除。

可见,磷吸附系统对水中的TP,尤其是PO43-有着优异的去除效果。当进水TP浓度<0.20 mg/L时,无论有无脱气塔存在,磷吸附系统都可以实现出水TP达标,但有脱气塔的情况下处理效果会更好。

2.3 磷吸附塔出水磷浓度随累积进水量的变化情况

试验中对磷吸附系统出水磷浓度随进水量累积的变化情况进行了试验和分析,并对比了有脱气塔和无脱气塔2种情况下的磷吸附处理情况。试验结果如图3所示。

由图3可见,在有脱气塔的情况下,在2种进水条件下,当累积处理水量达到近2 500 L时,PO43-仍可以几乎被完全去除;在没有脱气塔的情况下,运行初期PO43-可以被完全去除,在累积处理水量达到1 700 L左右时,出水中开始测出大于0.02 mg/L的PO43-,同时检测出了碱度,可见在此之前磷吸附剂吸附了大量的碱度,并因此降低了自身的磷吸附能力。

2.4 磷吸附塔加速试验

随着试验的进行,在没有脱气塔的情况下,磷吸附出水开始检出大于0.02 mg/L的PO43-,但由于磷吸附进水本身磷浓度很低,不容易判断吸附剂是否已吸附饱和,因此进行了加速试验,即在水箱中投加磷酸盐(此时进水TP浓度为0.04 mg/L左右),使其PO43-浓度达到100 mg/L,考查磷吸附剂的极限磷吸附量,并对比有脱气塔和无脱气塔2种情况下的运行情况。试验结果如图4所示。

对于通过脱气塔将HCO3-几乎完全去除的进水,PO43-的吸附量超过了理论值3 g P/L吸附剂,在吸附了7.3 g P/L吸附剂之后,处理水中依然没有检测到PO43-;终止加速试验后,切换到普通进水,磷吸附剂依然保持有吸附能力,后续处理出水中仍然没有检测到PO43-。

对于进水不经过脱气塔的情况,碱度为130~185 mg/L的进水直接进入磷吸附塔,当磷的吸附量超过1.3 g P/L吸附剂后,处理水中开始检测到PO43-,可能的原因是:加速试验进水PO43-的浓度比实际原水高出数百倍,会与被吸附的HCO3-发生置换。磷吸附饱和后停止了加速试验,切换到了普通进水,出水检出了2~3 mg/L的PO43-,随着处理水量的增加,出水PO43-浓度逐渐接近进水值。

3 结语

1)磷吸附剂的优势。

(1)磷吸附剂对PO43-有极好的去除效果,在中试条件下,当进水TP在0.16 mg/L、PO43-在0.12 mg/L时,PO43-几乎被完全去除;当进水TP在0.06 mg/L以下时,吸附出水TP低至0.02 mg/L以下,PO43-几乎被完全去除。

(2)碱度会影响磷吸附剂的处理效果和寿命,有必要设置脱气塔。在有脱气塔的情况下,磷吸附剂对PO43-的吸附能力高于理论值3 g P/L吸附剂,在吸附量达到7.3 g P/L吸附剂之后仍然具有较好的去除效果。

2)除磷系统不足之处及建议。

(1)在脱气模式下工作时,脱气塔耗能较大,过程中需要使用强酸(HCl)和强碱(Na OH)进行两次p H调节,系统维护管理难度较大,危险性大。

(2)磷吸附剂吸附饱和后,需要进行再生,操作难度大,成本较高。

(3)磷吸附系统装置占地面积较大,在用地有限的情况下,其应用受到限制。

(4)为使吸附塔高效地发挥磷吸附效果,保证合理的使用寿命,建议磷吸附塔入口进水达到如下要求:SS浓度在1 mg/L以下;p H=6.5~6.7;通过投加一定量Na Cl O来防止吸附剂被微生物污染;避免投加PAM等黏性物质。

参考文献

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[4]项学敏,卫志强,周集体.污水中磷酸根的吸附研究进展[J].广州环境科学,2009,24(4):5-9.

城市污水化学辅助除磷 篇5

1 试验器材及方法

1.1 试验水质

本试验采用曝气生物滤池的出水作为试验用水, 其COD为19.5 mg/L～42.2 mg/L, 氨氮小于5 mg/L, pH为7.1～7.5, 均达到污水排放一级A标准, TP为3.8 mg/L～6.5 mg/L, 浊度为1 NTU～2 NTU, 需要进一步处理。

1.2 试验药剂与仪器

1.2.1 试验药剂

絮凝剂:硫酸亚铁 (分析纯) ;助凝剂:聚丙烯酰胺 (PAM) ;pH调节剂:Ca (OH) 2;测定指标所用试剂:过硫酸钾, 抗坏血酸, 钼酸铵, 酒石酸锑钾, 磷酸二氢钾, 浓硫酸。

试验中所用试剂均为分析纯。

1.2.2 试验仪器

北京永光明101-1ABS电热鼓风干燥箱, JH721可见分光光度计, LIDA pH计, HH-6型化学耗氧量测定仪, WGZ-20散射光浊度仪, JJ-4六连电动搅拌器。

1.2.3 试验内容及方法

首先采用烧杯试验, 每次取水样500 mL, 用Ca (OH) 2调节pH到适当值, 加入硫酸亚铁和PAM后先快速搅拌1 min (280 r/min) , 使其充分混合, 再慢速搅拌10 min (150 r/min) , 静置30 min后, 取上清液。测定其TP和pH值。然后在动态试验中曝气生物滤池二级出水流量为5 L/h;将Ca (OH) 2和FeSO4均配成1 g/L的溶液, 流量为300 mL/h, 实际投加量为60 mg/L;将PAM配成0.8 g/L的溶液, 流量为125 mL/h, 实际投加量为20 mg/L;连续监测10 h, 每隔2 h取一次水样, 测定其TP, pH值, COD和浊度。

试验流程见图1。

1.3 分析指标和分析方法

CODCr:重铬酸钾法;pH:LIDA pH计测定;浊度:WGZ-20散射光浊度仪测定;TP:过硫酸钾消解法。

2 试验结果

2.1 硫酸亚铁最适宜pH值及Ca (OH) 2投加量的确定

取500 mL曝气生物滤池二级出水水样5个, 分别加入0 mg, 10 mg, 20 mg, 30 mg, 40 mg Ca (OH) 2调节其pH值, 然后分别加入50 mg FeSO4和10 mg PAM, 先快速搅拌1 min (280 r/min) , 使其充分混合, 再慢速搅拌10 min (150 r/min) , 静置30 min后, 取上清液。

测定结果见图2, 图3。

试验观察到在水样1, 2中几乎没有沉淀产生, 水样非常浑浊。在水样4, 5中杯底沉淀物很多, 且絮体沉降速度很快, 沉降性能好, 颜色很浅。图3还表明水样4, 5中TP去除率较高, 总磷含量小于0.5。从图2还能得出, 投加FeSO4后, 水样的pH值均有下降, 但下降幅度不大。这是由于FeSO4呈弱酸性造成的。但是水样5由于投加Ca (OH) 2过多, 使pH太高, 出水pH增大, 不能满足污水排放一级A标准对pH的要求。所以试验确定硫酸亚铁絮凝除磷的最佳pH为9.3左右, Ca (OH) 2投加量为60 mg/L, 既满足硫酸亚铁絮凝要求, 又保证出水pH达标。

2.2 硫酸亚铁最佳投加量的确定

取500 mL曝气生物滤池二级出水水样7个, 加入30 mg的Ca (OH) 2将pH值调至9.3左右, 分别加入0 mg, 15 mg, 20 mg, 25 mg, 30 mg, 35 mg, 40 mg FeSO4, 再加入10 mg PAM, 先快速搅拌1 min (280 r/min) , 使其充分混合, 再慢速搅拌10 min (150 r/min) , 静置30 min后, 测定上清液的TP和pH值, 结果见图4。

结果表明:随着FeSO4投加量增加, 总磷去除率逐渐提高, 当FeSO4投加量为60 mg/L时, 总磷去除率最高, 此后FeSO4投加量继续增加, 总磷去除率变化不大。考虑总磷去除率、铁离子的残余量及经济性, 确定FeSO4的最佳投加量为60 mg/L。

2.3 硫酸亚铁在曝气生物滤池二级出水回用中的动态试验

Ca (OH) 2, FeSO4和PAM实际投加量分别为60 mg/L, 60 mg/L, 20 mg/L。连续检测10 h, 每隔2 h取一次水样, 取曝气生物滤池二级出水和过滤柱出水各500 mL, 测其总磷、pH值、COD和浊度。结果见表1, 图5。

结果表明:在曝气生物滤池运行稳定时, 出水总磷稳定在3.9 mg/L～6.2 mg/L之间, 连续投加混凝剂, 当硫酸亚铁投加量控制在60 mg/L左右时, 总磷的去除率比较稳定, 约为94%, 出水水质可达到要求。

3 结语

通过本次试验, 可以得出以下结论:1) 硫酸亚铁絮凝法去除曝气生物滤池出水中总磷的最佳条件为:投加60 mg/L Ca (OH) 2, 将pH值调至9.3左右, 然后投加分析纯硫酸亚铁60 mg/L和PAM 20 mg/L, 在此条件下, 可以使出水TP降至0.5 mg/L以下, 去除率达到94%, 效果稳定。pH, COD和浊度均达到污水排放一级A标准。2) 硫酸亚铁絮凝法可以解决曝气生物滤池对磷去除率不高的问题, 两者的结合使城市污水回用具有了技术上的可行性。3) 硫酸亚铁絮凝除磷能达到明显的除磷效果, 去除率达94%, 效果稳定, 且都在0.5 mg/L以下。投加硫酸亚铁对COD影响不明显。

摘要：采用化学絮凝的方法, 对硫酸亚铁在城市污水回用中的最佳条件进行了研究, 结果表明, 当pH值调到9.3时, 分析纯的硫酸亚铁投加量为60 mg/L, 投加足量PAM时, 可将总磷降至0.28 mg/L, 去除率达94%, pH为8.3, COD为20.2 mg/L, 浊度为0.8 NTU, 达到污水排放一级A标准。

关键词：城市污水,硫酸亚铁,除磷,化学絮凝法

参考文献

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[2]刘召平, 陆少鸣, 李杉.铁盐同步除磷研究[J].环境污染治理技术与设备, 2003, 4 (6) :16-18.

[3]赵艳梅, 刘起峰, 李涛, 等.混凝强化除磷的模拟试验研究[J].环境工程学报, 2007, 1 (5) :11-14.

污水的生物除磷技术 篇6

随着人类活动的不断增加, 水体氮磷的污染日益严重, 大量富含氮磷的生活污水、工业废水和含农药、化肥的农田径流排入水体, 造成水体富营养化。根据调查, 我国已趋富营养化的湖泊达92%。按国际上总氮 (0.2mg·L-1) 和总磷 (0.02mg·L-1) 浓度作为湖泊富营养化的指标[1], 所调查的湖泊中, 多数湖泊总氮浓度一般高出5~12.5倍, 总磷高出10~50倍[2]。因此对水体中磷的去除已是迫在眉睫。

1. 现代污水除磷技术

现代污水除磷从技术上说, 除磷方法可以分为物理化学处理法和生物处理法两大类。其中, 物理化学除磷法包括结晶法、化学凝聚法、吸附法、离子交换法等[3]。生物除磷法有A/O工艺、A2/O工艺、P h o s t r i p工艺、B a r d e n p h o工艺、Phoredox工艺等。

化学除磷法除磷效率较高, 一般可达75%~85%, 且比较稳定可靠, 但有两点不利: (1) 加入沉淀剂使污泥体积增加, 而且这种污泥含有化学药剂, 因此它的处置也较困难。而由于投加化学药剂, 水中的盐含量大大增加。 (2) 因为该法需要一套贮药、溶药、投药设备, 日常药剂的消耗量是可观的, 因此增加了投资和运行费用。生物除磷法具有节约能源, 运行费用较低, 不造成二次污染, 除磷效率高等诸多优点, 目前许多国家已在使用此技术。

2. 生物除磷法

生物除磷法[4]是根据Luxury up take现象而进行的除磷方法和手段。自1955年后, 人们发现某些在厌氧条件下释放磷的微生物能够进一步在好氧条件下过量吸收废水中的磷, 在此基础上逐渐发展的生物除磷方法称为生物过量磷去除法, 简称生物除磷法。

2.1 A/O (Anaerobic/Oxic) 法

迄今为止, 最为简单的生物除磷工艺是A/O工艺, A/O法工艺中, 先使含有某些微生物种群的污水进入A/O法的A段, 使其处于厌氧或兼氧环境中, 这类微生物便吸收污水中的乙酸、甲酸及乙醇等极易生物降解的有机物质, 贮存在体内作为营养源, 同时积存于体内的多聚磷酸盐就会分解成可溶性的单磷酸盐并释放到水体中去, 从而达到将体内磷充分排出的目的。按工艺流程污水接着进入A/O法的O段 (p H应控制在7~8之间) , 微生物处于好氧环境, 此时微生物将体内贮存的有机物氧化分解, 同时吸收污水中大量可溶性磷酸盐, 并在体内合成多聚磷酸盐而积累起来。随后, 挟带大量体内富含磷的微生物菌胶团 (俗称活性污泥) 的污水进入二沉池沉降下来, 在这些微生物还没来得及分解释放磷时, 池底的含磷污泥一部分就以剩余污泥的形式排出作为肥料, 另一部分则回流至A段处于厌氧或兼氧环境中, 重新进入新一轮的放磷与聚磷的生理循环过程。其除磷效率能达到75%, 很难再提高。

2.2 A2/O (Anaerobic-Anoxic/Oxic) 法

A2/O工艺相对于前面提到的A/O工艺, 因为增加了缺氧处理阶段将除磷与脱氮相结合, 不仅节省了脱氮对碳源的需要而且缩小了曝气区的体积, 节省了能源, 并且有望降低产生的剩余富磷污泥量。因此, A2/O法比A/O法具有更好的实用性。

2.3 Phostrip法

Phostrip工艺作为侧流除磷工艺的代表, 把生物和化学除磷法结合起来, 其工艺流程及运行参数如图:

该工艺中主流部分为常规的活性污泥曝气池, 回流污泥的一部分 (约为进水流量的10%~20%) 被分流到专门的厌氧池, 污泥在厌氧池中通常停留8~12 h, 聚磷菌则在厌氧池中进行磷的释放, 脱磷后的污泥回流到曝气池中继续吸磷。含磷上清液进入化学沉淀池, 然后用石灰进行处理, 沉淀去除磷, 石灰剂量取决于废水的碱度。除磷过程在污泥回流路径上完成。Phostrip工艺的优点是与单纯的化学除磷工艺相比, 大大地减少了药剂的投加量和化学污泥量。该法除磷效率可达90%以上, 出水总磷浓度可低于1 mg·L-1, 而且不太受进水BOD浓度影响。

2.4 Bardenpho法

人们发现, 如果反硝化很彻底会产生明显的除磷效果。为了更好地除磷, 要求厌氧池的容积比反硝化所需的容积大, 使厌氧池能有一部分确保无离子态的氧, 为磷的释放创造条件。另外, 如果将污水进水与回流污泥在一级厌氧池内混合, 对除磷效果会有明显的改善。Bardenpho工艺涵盖了二级缺氧及好氧过程, 具有较好的脱磷效果, 但工艺流程长、构筑物多是该法的一大缺点, 其工艺流程及运行参数如图:

2.5 Phoredox法

Phoredox工艺是Barnard为了提高除磷效果而对Bardenpho工艺做的一个改进。流程图如下:

它在第一缺氧区前加了一个厌氧发酵区。此工艺一般在低负荷条件下运行。原污水或初沉池出水与回流污泥在厌氧池混合。在第一缺氧池进行反硝化使硝态氮还原为氮气, 而BOD5去除、氨氮氧化和磷的吸收都是在第一好氧池完成。第二缺氧池则提供了足够的停留时间, 通过混合液内源呼吸进一步去除残余的硝态氮。厌氧区会发生反硝化作用, 反硝化菌将和除磷菌争夺有机物, 从而影响除磷效率。

南非的Capetown大学开发的UCT工艺, 把污泥回流到缺氧区, 克服了这一缺点, 维持了较好的除磷效果。

UCT工艺是目前各国应用最广泛的生物除磷工艺。除UCT, MUCT外, 还有VIP工艺和JHB工艺, 均是由A2/O工艺演变而来。另外, 还有通过对曝气供氧的控制在空间和时间上形成厌氧与缺氧环境的氧化沟工艺和SBR工艺。流程图如下:

3. 污水生物除磷技术的影响因素

影响污水生物除磷的因素很多, 而且非常复杂, 考虑到工艺的运行与处理效果可以归纳为以下4方面:一是除磷系统内的微生物群体平衡因素, 主要为除磷系统内的D O、硝酸盐、碳源、污泥糖类物质含量等;二是城市污水的水质, 主要为基质的可利用性及其特征;三是环境因子, 主要为环境的p H、温度等;四是工艺的运行参数和运行方式, 主要为泥龄、污泥处理过程中厌氧污泥停留时间等[5]。

4. 结语

随着时代的发展, 污水除磷技术也在不断地进步, 可以根据不同的条件, 合理选择不同的除磷方法, 以期达到最好的效果。当前, 为了实现磷的可持续发展, 有必要从现在起研发从污水或污泥中分离磷的技术, 最大限度地实现污水磷回收[6]。无论是应用广泛的化学沉淀法、生物处理法, 还是日益受到重视的吸附法和结晶法, 都存在各自的弊端, 因此, 还需进一步加强对除磷技术的基础研究, 研制开发适合我国国情的新型除磷工艺。

参考文献

[1]黄瑾辉, 王继徽.含磷废水处理的研究动态[J].污染防治技术.1998 (1) :51-52, 43.

[2]王凯军, 贾立帮.城市污水生物处理新技术开发与应用[M].北京:化学工业出版社.2001.

[3]郝晓地, 刘壮, 刘国军.欧洲水环境控磷策略与污水除磷技术 (上) [J].给水排水.1998, 24 (8) :67-73.

[4]杨焱明, 刘树元, 郑显鹏, 刘庆, 杜斌.污水除磷技术现状及发展趋势[J].济南大学学报 (自然科学版) .2008, 22 (2) :166-170

[5]尹军, 王建辉, 王雪峰, 解艳萃, 霍玉丰, 谭学军.污水生物除磷若干影响因素分析[J].环境工程学报.2007, 1 (4) :6-11

贝壳强化除磷条件的优化 篇7

1 贝壳和硅藻土的简介及应用

贝壳主要有碳酸钙组成, 大约占贝壳的95%左右, 其他为少量的有机贝壳素以及微量元素钾、钠、镁等[3]。贝壳不但含有大量钙盐, 还拥有天然多孔表面, 是微生物附着的理想载体[4]。硅藻土是一种硅质生物沉积岩, 或者说是一种硅藻遗体沉积物, 其矿物成分主要是蛋白石Si O·H2O及其变种[5]。

2 材料与方法

2.1 贝壳的获取及前期处理

实验采用的贝壳原料是在当地海产品加工厂获得的, 将贝壳用清水清洗后, 在阳光下自然干燥。将干燥的贝壳处理成1cm2的小块, 用不锈钢研磨机将准备好的贝壳研成粉末状待用。原水样取自大连开发区大开污水厂。

2.2 贝壳粉溶液的配制

取浓度为36%-38%的浓盐酸溶液1.72ml, 加入70ml的蒸馏水中, 缓慢加入贝壳粉, 直至饱和。

2.3 硅藻土溶液的配制

取2.5g硅藻土用容量瓶配成100ml的硅藻土溶液。

3 实验结果

向12支试管 (编号A-L) 中分别加入100ml污水。实验分为1、2、3三个大组, A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L十二小组。第一组中每个分试管均加0.1ml贝壳粉溶液, 第二组中每个分试管均加1ml贝壳粉溶液, 第三组中每个分试管均加2ml贝壳粉溶液。A、E、I试管中均不加硅藻土溶液, B、F、J试管中均加入0.1ml硅藻土溶液, C、G、K试管中均加入1ml硅藻土溶液, D、H、L试管中均加入2ml硅藻土溶液。吸取Na OH溶液调节p H为11-12, 然后分别测定HRT为1h、3h、5h、7h、9h的出水TP浓度, 并计算去除率, 结果如图所示。

图1显示没有加入硅藻土的A组去除率明显低于加硅藻土的其他组分, 表明硅藻土对磷的去除有促进作用, 加入2ml硅藻土的D组去除率最高, 很明显的看出时间越长去除率越高, 但是3小时之后去除率的升高趋势并不明显, 已经趋于平稳, 所以三小时为最佳时间。

图2显示没有加硅藻土的E组去除率明显低于其他加硅藻土的组分, 表明加入硅藻土有助于实验中磷的去除, 加入2ml硅藻土溶液的H组磷的去除率最高, 并且时间越长去除率越高, 但3小时后去除率升高缓慢趋于平稳, 所以3小时为最佳时间。

图3显示没有加入硅藻土的I组去除率明显低于其他加入硅藻土的组分, 这表明加入硅藻土对磷的去除有促进作用, 加入2ml硅藻土溶液的L组磷的去除率最高, 也可以看出时间越长去除率越高, 但3小时后变化并不明显, 所以3小时为最佳时间。

综合三个图来看, 加入2ml贝壳粉溶液的第二组去除率均高于第一组和第三组, 每组的图均表示加入2ml硅藻土溶液去除率最高, 3小时为最佳时间。

4 结论

贝壳可以用作污水除磷, 并且与硅藻土同时加入会使磷的去除率升高, 也就是硅藻土的加入可以优化贝壳除磷, 3小时时为最佳时间, 贝壳粉溶液为2ml为最佳投入量, 2ml硅藻土溶液为最佳投入量, 也就是每100ml污水中贝壳粉溶液和硅藻土溶液投入分别为2ml静置3小时最优。

摘要：近年来污水中磷的去除一直是人们关注的问题, 来自生活污水和工业废水的磷, 如果不加以去除直接排入水体, 将会造成水体富营养化;若进行灌溉的水中含磷太多则会造成庄稼贪青倒伏。多年来, 研究人员已经研究出了很多办法来去除废水中的磷。目前, 有采用贝壳作为填料和贝壳粉作为除磷剂的除磷方法。本文就贝壳强化除磷做了进一步研究, 在加贝壳粉的同时加入少量硅藻土, 进一步优化除磷条件。实验分为1、2、3三个大组, A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L十二小组, 1组中每个分试管均加0.1ml贝壳粉溶液, 2组中每个分试管均加1ml贝壳粉溶液, 3组中每个分试管均加2ml贝壳粉溶液.A、E、I试管中均不加硅藻土溶液, B、F、J试管中均加入0.1ml硅藻土溶液, C、G、K试管中均加入1ml硅藻土溶液, D、H、L试管中均加入2ml硅藻土溶液。分别测每组在1、3、5、7、9小时磷的去除率。实验数据表明实验时间越长去除率越高, 但三小时后升高趋势缓慢没有明显变化, 所以3小时为最佳时间。

关键词：贝壳,含磷废水,硅藻土

参考文献

[1]姚梦迪, 宋浩, 岳强.贝壳粉强化污水除磷效果研究.

[2]Mohammad A.AL-Ghoutia, Yahya S.AL-Degsb.New adsorbents based on microemulsion modified diatomite and activated carbon for removing organic and inorganic pollutants from waste lubricants[J].Chemical Engineering Journal, 2011 (137) :115-128.

[3]Maurer M, Boller M.Modelling of phosphorus recipitation in wastewater treatment plants with enhanced iological phosphorus removal[J].Water Sci Technol, 1999, 39 (1) :147-163.

[4]崔玉波, 杨少华, 黄继国.贝壳填料酸化反应器预处理生活污水试[J].吉林大学学报:地球科学版2010, 40 (6) :1425-1428.