磷酸鹽,可能聽這個(gè)詞感覺是化學(xué)混合物或者化學(xué)產(chǎn)品。而在我們生活與生產(chǎn)中,磷可謂是無(wú)處不在,影響著合成、制造、運(yùn)行的方方面面。生活中我們常用來(lái)洗衣服的洗滌劑、洗衣粉,農(nóng)田耕作用到的化肥和農(nóng)藥,養(yǎng)豬場(chǎng)的飼料以及產(chǎn)生的動(dòng)物糞便,和一些特別陽(yáng)極氧化表面處理的工業(yè)合成車間產(chǎn)生的廢水中,都含有各種各樣形態(tài)的磷酸鹽。據(jù)了解,生活污水中每人每天釋放總磷量0.7g~1.4g。
今年,各大污水處理廠要求出水總磷指標(biāo)提標(biāo),有的地方是達(dá)到一級(jí)A的0.5mg/L,有的地方更是要求達(dá)到地表水IV的0.3mg/L??傊瑯?biāo)準(zhǔn)是要求越來(lái)越嚴(yán)格,許多業(yè)主也采取化學(xué)除磷和生物除磷方法來(lái)做出應(yīng)對(duì),但往往除磷效果并不理想,那么影響這些除磷效果的因素又有哪些呢?
化學(xué)基本原理是通過(guò)投加化學(xué)試劑形成不溶性的磷酸鹽沉淀物,然后通過(guò)固液分離將磷從污水中除去。固液分離可單獨(dú)進(jìn)行,也可以與初沉污泥和二沉污泥的排放相結(jié)合。
常用產(chǎn)品有鋁鹽(PAC、硫酸鋁、鋁酸鈉)、鈣鹽和鐵鹽(聚合硫酸鐵、三氯化鐵、硫酸亞鐵和氧化亞鐵)?;瘜W(xué)沉淀法對(duì)正磷有較好的去除效果,而對(duì)次亞磷,偏磷,有機(jī)磷等特種磷的去除效率較低,特種磷往往需要采用化學(xué)轉(zhuǎn)化,樹脂吸附等方法將其去除。
生物去除法是反硝化除磷菌利用水中的O2或者NO3-作為電子受體,在厭氧條件下COD可被降解為醋酸等低分子脂肪酸,以供DPB吸收繁殖,同時(shí)水解細(xì)胞中的Poly-P以無(wú)機(jī)鹽的形式釋放出來(lái)。
在缺氧的條件下,DPB利用硝態(tài)氮為電子受體發(fā)生生物攝磷作用,同時(shí)硝態(tài)氮被還原為氮?dú)狻?/div>
影響除磷的因素列舉:
化學(xué)除磷而言,剛剛提到可以涉及一些相關(guān)的鐵鋁系鹽和鈣系鹽藥劑可供形成化學(xué)沉淀,那么形成這些化學(xué)沉淀所相關(guān)的影響因素就是這類藥劑的反應(yīng)最佳pH、投加比例與電中和形成絮團(tuán)大小和速率等。
生物除磷中通過(guò)聚磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放磷,在好氧狀態(tài)下過(guò)量地?cái)z取磷。經(jīng)過(guò)排放富磷剩余污泥而除磷,其影響因素有:溫度、pH值、厭氧池DO、厭氧池硝態(tài)氮、泥齡、CP比、糖原COD、HRT等。
實(shí)際上,生物法除磷的本質(zhì)核心是聚磷菌的超量吸磷現(xiàn)象,一切因素控制到最佳需圍繞聚磷菌發(fā)揮效能的理想條件來(lái)操作:
溫度
溫度對(duì)除磷效果的影響不如對(duì)生物脫氮過(guò)程的影響那么明顯,在一定溫度范圍內(nèi),溫度變化不是十分大時(shí),生物除磷都能成功運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)表明,溫度在10攝氏度以上時(shí)生物除磷效果更好,這是由于聚磷菌在低溫時(shí)生長(zhǎng)速度會(huì)減慢。
pH值
當(dāng)pH在6.5~8.0時(shí),聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持穩(wěn)定;
當(dāng)pH值低于6.5時(shí),吸磷率急劇下降。
溶解氧
厭氧區(qū)要保持較低的溶解氧值以便利于厭氧菌的發(fā)酵產(chǎn)酸,進(jìn)而使聚磷菌更好的釋磷,另外,較少的溶解氧更有利于減少易降解有機(jī)質(zhì)的消耗,進(jìn)而使聚磷菌合成更多的PHB。
而在好氧區(qū)需要較多的溶解氧,以便利于聚磷菌分解儲(chǔ)存的PHB類物質(zhì)獲得能量來(lái)吸收污水中的溶解性磷酸鹽合成細(xì)胞聚磷。厭氧區(qū)的DO控制在0.3mg/L以下,好氧區(qū)DO控制在2mg/L以上,方可確保厭氧釋磷好氧吸磷的順利進(jìn)行。
厭氧池硝態(tài)氮
厭氧區(qū)硝態(tài)氮存在消耗有機(jī)基質(zhì)而抑制PAO對(duì)磷的釋放,從而影響在好氧條件下聚磷菌對(duì)磷的吸收。另一方面,硝態(tài)氮的存在會(huì)被氣單胞菌屬利用作為電子受體進(jìn)行反硝化,從而影響其以發(fā)酵中間產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸,從而抑制PAO的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。每毫克硝酸鹽氮可消耗易生物降解的COD8.5mg,致使厭氧釋磷受到抑制,一般控制在1.5mg/L以下。
泥齡
由于生物除磷系統(tǒng)主要通過(guò)排出剩余污泥實(shí)現(xiàn)除磷,因此剩余污泥量的多少?zèng)Q定系統(tǒng)的除磷效果,而泥齡長(zhǎng)短對(duì)剩余污泥的排放量和污泥對(duì)磷的攝取作用有直接的影響。污泥齡越小,除磷效果越佳。這是因?yàn)榻档臀勰帻g,可增加剩余污泥的排放量及系統(tǒng)中的除磷量,從而削減二沉池出水中磷的含量。一般以除磷為目的的生物處理系統(tǒng)的泥齡控制在3.5~7d。
COD/TP
污水生物除磷工藝中,厭氧段有機(jī)基質(zhì)的種類、含量及微生物所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與污水中含磷的比值是影響除磷效果的重要因素。分子量較小的易降解有機(jī)物(如揮發(fā)性脂肪酸類等)容易被聚磷菌利用,將其體內(nèi)儲(chǔ)存的多聚磷酸鹽分解釋放出磷,誘導(dǎo)磷釋放的能力較強(qiáng),而高分子難降解有機(jī)物誘導(dǎo)聚磷菌釋磷能力就較差。厭氧階段磷的釋放越充分,好氧階段磷的攝取量就越大。另外,聚磷菌在厭氧階段釋磷所產(chǎn)生的能量,主要用于其吸收低分子有機(jī)基質(zhì)以作為厭氧條件下生存的基礎(chǔ)。因此,進(jìn)水中是否含有足夠的有機(jī)質(zhì),是關(guān)系到聚磷菌能否在厭氧條件下順利生存的重要因素。一般認(rèn)為,進(jìn)水中COD/TP要大于15,才能保證聚磷菌有足夠的基質(zhì),除磷效果才理想。
COD糖原
糖原是由多個(gè)葡萄糖組成的帶分枝的大分子多糖,是胞內(nèi)糖的貯存形式。聚磷菌中糖原在好氧環(huán)境下形成,儲(chǔ)存能量在厭氧環(huán)境下代謝形成為PHAs的合成的原料NADH并為聚磷菌代謝提供能量。所以在延遲曝氣或者過(guò)氧化的情況下,除磷效果會(huì)很差,因?yàn)檫^(guò)量曝氣會(huì)在好氧環(huán)境下消耗一部分聚磷菌體內(nèi)的糖原,導(dǎo)致厭氧時(shí)形成PHAs的原料NADH的不足。因此也可以補(bǔ)加易消耗的碳源使糖類有機(jī)物讓聚磷菌所使用。
HRT
對(duì)于運(yùn)行良好的城市污水生物脫氮除磷系統(tǒng)來(lái)說(shuō),一般釋磷和吸磷分別需要1.5~2.5小時(shí)和2.0~3.0小時(shí)??傮w來(lái)看,似乎釋磷過(guò)程更為重要一些,因此,我們對(duì)污水在厭氧段的停留時(shí)間更為關(guān)注,厭氧段的HRT太短,將不能保證磷的有效釋放,而且污泥中的兼性酸化菌不能充分地將污水中的大分子有機(jī)物分解為可供聚磷菌攝取的低級(jí)脂肪酸,也會(huì)影響磷的釋放;HRT太長(zhǎng),也沒(méi)有必要,既增加基建投資和運(yùn)行費(fèi)用,還可能產(chǎn)生一些副作用??傊?,釋磷和吸磷是相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)過(guò)程,聚磷菌只有經(jīng)過(guò)充分的厭氧釋磷才能在好氧段更好地吸磷,也只有吸磷良好的聚磷菌才會(huì)在厭氧段超量地釋磷,調(diào)控得當(dāng)會(huì)形成一個(gè)良性循環(huán)。
回流比(R)
A/O工藝保證除磷效果的極為重要的一點(diǎn),就是使系統(tǒng)污泥在曝氣池中“攜帶”足夠的溶解氧進(jìn)入二沉池,其目的就是為了防止污泥在二沉池中因厭氧而釋放磷,但如果不能快速排泥,二沉池內(nèi)泥層太厚,再高的DO也無(wú)法保證污泥不厭氧釋磷。因此,A/O系統(tǒng)的回流比不宜太低,應(yīng)保持足夠的回流比,盡快將二沉池內(nèi)的污泥排出。但過(guò)高的回流比會(huì)增加回流系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)的能源消耗,且會(huì)縮短污泥在曝氣池內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間,影響B(tài)OD5和P的去除效果。如何在保證快速排泥的前提下,盡量降低回流比,需在實(shí)際運(yùn)行中反復(fù)摸索。一般認(rèn)為,R在50~70%的范圍內(nèi)即可。
總磷試劑盒的主要組成
1、粉包磷-A:50包;試劑磷-B:1瓶10ml;清洗劑1瓶30ml;稀釋水1瓶150ml;10ml帶刻度線檢測(cè)瓶2個(gè);1ml注射器2支;10ml注射器2支(注射器取樣、稀釋分開使用)。
2、檢測(cè)次數(shù):50次/盒。保質(zhì)期:室溫,干燥避光,保存6個(gè)月。
總磷試劑盒比色方法
左手拿比色卡,右手拿檢測(cè)瓶。檢測(cè)瓶置于比色卡空白處,眼睛正視前方自上而下觀察,找到相近的色柱,對(duì)應(yīng)濃度即為溶液樣品的濃度。