含磷废水处理研究.pdf

含磷废水处理的研究现状

水体富营养化的突出例子就是赤潮现象。赤潮不仅引起海水出现

异常,改变颜色,而且致使水质变坏、发臭,恶化了海洋环境条件,是海

洋环境污染的一种危险信号,已成为一种世界性的公害,对海洋渔业

及海产养殖业危害极大,还严重地损害了滨海的旅游事业。因此,及时

地回顾、总结、研究近年来国内外关于废水中磷的去除问题具有非常

重要的意义。磷是地球系统中维系生命的主要元素之一,也是构成生

物体并参与新陈代谢过程必不可少的元素。元素的丰缺、磷环境的优

劣将直接影响包括人在内的一切生物的生长发育。近年来,河流、湖

泊、海洋等水域的水质有恶化的现象,特别是富营养化问题时有发生,

而且有愈来愈严重的趋势。富营养化不仅使水体丧失应有功能,而且

使水体生态环境向不利于人类的方向演变。其中,磷是引起水体富营

养化的关键营养物质。一般来讲,水体中总磷质量浓度超过20mg/L,

即可认为水体处于富营养化。

1含磷废水的主要来源

含磷废水的主要来源如下:①根据来源分类主要来自于各种洗涤剂、

工业原料、农业肥料的生产过程以及人体的排泄等;②根据磷的存在

形态可分为无机磷废水(磷酸盐、聚磷酸盐)和有机磷废水(含磷有机

化合物混于水)。含磷洗衣粉是含磷废水的主要来源之一。20世纪60

年代中期日本的“琵琶湖事件”引起人们对磷的富营养化的关注,于

是洗涤剂的无磷化问题便成为研究的热点。人们通过重组产品配方和

使用4A沸石替代磷酸盐作为主要助剂来合成无磷洗衣粉取代原来的

含磷洗衣粉取得了不错的效果;对于农业肥料,一部分磷被植物吸收,

一部分被土壤吸附,还有一部分随水土流失,所以在使用肥料时应考

虑到尽量减少土壤流失,可以通过绿化荒山荒漠、因地制宜科学种田、

建立农田防护林以及在江河湖泊流域建立绿化带等手段最大限度地

降低水土流失,这也是降低废水含磷量的一个重要方面;对于人体的

排泄,可以对其进行特殊处理后用于农业肥料。

2含磷废水的处理方法

目前,国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法两大类。生物

法如A/O、A2/O、UCT工艺,主要适合处理低浓度及有机态含磷废水。

化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗

透等工艺,主要适合处理无机态含磷废水,其中混凝沉淀与结晶综合

处理技术可以处理高浓度含磷废水,除磷率较高,是一种可靠的高含

磷废水处理方法。

2.1生物法

20世纪70年代美国的Spector发现,微生物在好氧状态下能摄

取磷,而在有机物存在的厌氧状态下放出磷。含磷废水的生物处理方

法便是在此基础上逐步形成和完善起来的。目前,国外常用的生物脱

磷技术主要有3种:第一,向曝气贮水池中添加混凝剂脱磷;第二,利

用土壤处理,正磷酸根离子会与土壤中的Fe和Al的氧化物反应或与

粘土中的OH-或SiO22-进行置换,生成难溶性磷酸化合物;第三种方

法是活性污泥法,这是目前国内外应用最为广泛的一类生物脱磷技

术。生物除磷法具有良好的处理效果,没有化学沉淀法污泥难处理的

缺点,且不需投加沉淀剂。对于二级活性污泥法工艺,不需增加大量设

备,只需改变运转流程即可达到生物除磷的效果。但要求管理较严格,

为了形成VFA,要保证厌氧阶段的厌氧条件。

张林生等采用石灰沉淀结晶法处理高浓度含磷废水取得成功,该

法结合了沉淀法与结晶法的优点,克服了两者的缺点,具有很好的发

展前景。实验结果与工程实践表明,该法处理含磷废水除磷效率高,

出水水质稳定,且可回用。

2.2化学沉淀法

通过投加化学沉淀剂与废水中的磷酸盐生成难溶沉淀物,可把磷

分离出去,同时形成的絮凝体对磷也有吸附去除作用。常用的混凝沉

淀剂有石灰、明矾、氯化铁,石灰与氯化铁的混合物等。影响此类反

应的主要因素是pH、浓度比、反应时间等。

为了降低废水的处理成本,提高处理效果,学者们在研制开发新

型廉价高效化学沉淀剂方面做了大量工作。王光辉发现,原水含磷

10mg/L时,投加300mg/L的Al2(SO4)3或90mg/L的FeCl3,可除磷70%

左右,而在初沉时加入过量石灰,一般总磷可去除80%左右。他根据化

学凝聚能增加可沉淀物质的沉降速度,投加新型净水剂碱式氯化铝,

沉降效果达80%～85%,很好地解决了生产用水的PO43-污染问题。混

凝沉淀法是一种传统的除磷方法,具有简便易行,处理效果好的优点。

但是长期的运行结果表明,化学沉淀剂的投加会引起废水pH值上升,

在池子及水管中形成坚