废水中的磷｜磷去除方法--化学去磷

2022-07-16 14:41:31 赛莱默

概述

有几种策略可去除废水中的磷，根据处理目标和设施需求，可选择化学去除、生物去除和三级过滤。

从所有的可能性来看，除磷似乎十分复杂，但都实现了相同的目标。除磷的概念是将尽可能多的溶解态磷转化为颗粒磷，然后沉淀或过滤颗粒磷以将其从过程中去除。

化学去除涉及投加金属盐以将磷沉淀成固体形式。生物去除需要通过在处理过程中提供正确的环境条件以培养聚磷菌 (PAO)。这些聚磷菌将在细胞体内吸收大量的磷，然后再将这些聚磷菌沉淀或过滤去除。

最后，三级过滤，需与化学或生物去除结合使用，在二级处理后再次使用过滤系统进行过滤，将总磷降低到超低水平。每种方法都有其各自的优点和缺点，因此应基于每个设施的特定需求选择合适的实施策略。

除了将溶解态磷转化为颗粒磷除了的重要性，这些策略还在很大程度上依赖于固体分离过程的有效性。设施内的净化和过滤过程必须具很低的出水 TSS 浓度。任何通过最终出水流出的悬浮固体都导致总磷的增加，但它不会被正磷酸盐分析仪检测到。

磷去除方法

除磷阶段

除磷（化学法和生物法）可以分为四个一般步骤：

进水废水中溶解态磷含量高。

溶解态磷将以化学或生物的方式转化为颗粒磷。

然后将这些颗粒固体在沉淀池中沉淀或过滤。

从过程中去除颗粒固体，降低污水中的总磷浓度。

磷去除方法

化学去除

当将金属盐添加到过程水中时的，会促进产生被称之为 HMO 的水合金属氧化物絮状物。

金属离子的正电荷吸引磷酸根离子的负电荷然后沉淀形成固体。有了充分搅动和混合后，沉淀物将汇聚到一起从而在水中形成悬浮的 HMO 絮状物。

HMO 絮状物的表面十分复杂，包含许多额外的反应位点，可供溶解态磷与絮状物内的金属盐相结合。复杂表面还可捕获任何悬浮在水中的颗粒磷，使化学去除很有效。

这些 HMO 可以通过几种不同的金属盐絮凝剂生产，主要是铝基或铁基。硫酸铝和氯化铁是最常见的絮凝剂，也就是通常说的明矾和三价铁。

磷去除方法

投药

投药可以在废水处理过程的几个部分中。在初级沉淀之前进行投加，可以提高沉淀效果并将总磷浓度降低到低于 1 mg/L。

对于活性污泥的处理厂，在曝气池内投药可以有效实现良好的除磷效果，同时减少化学品的使用。

污泥的再循环和活性污泥絮状体的额外吸收对于除磷有所帮助。

对于要实现很低总磷限值（低于 0.1 毫克 / 升）的设施来说，可能最佳添加化学品地点是在二级处理之后。

在二级出水中，大部分固体已被去除。此时存在的磷应以溶解态形式存在，在这个位置添加便于金属离子与正磷酸盐发生强烈反应。

磷去除方法

投药策略

使用正磷酸盐测量进行投药控制的策略有两种：反馈控制和前馈控制。

反馈控制通常使用设定点控制。当正磷酸盐测量值高于设定值时，投药增加，当测量值低于设定值时则投药减少。

目标是保持一个投药率，使正磷酸盐测量值维持在最接近设定值。正磷酸盐分析仪的采样位置应位于投加点的下游，但不要距离太远以减少滞后时间。

反馈控制是最常用的策略。

前馈控制是负荷比控制，这就意味着使用上游的正磷酸盐测量值计算基于进入负荷的投药率。正磷酸盐负荷越高，所需的化学品投加量就越高（St. Pierre & Smith，2014）。

案例分析

威斯康星州奥科诺莫沃克市

威斯康星州的出水总磷限值比以往任何时候都低，许多设施均完全达到远低于 1.0 mg/L 的限值。

奥科诺莫沃克市的 WWTF 也不例外。该市的污水处理设施作为威斯康星州自然资源适应性管理计划的一部分，工厂在此计划中通过优化操作、微调操作变化或有限的设施升级将出水总磷出水降至 0.6 mg/L 以下。随着 Alyza IQ PO4 的安装完成，奥科诺莫沃克市得以优化他们的化学除磷工艺，满足新的总磷出水限值，且避免进行大范围的设施升级。

在配备 Alyza 之前，奥科诺莫沃克市是根据每天的两个抓取样品来确定三价铁的投加量，由于磷负荷在一天中处于波动状态，因此效率较低。如今，Alyza 可提供位于三级过滤下游位置的反馈信号，并自动调整曝气池末端的三价铁投加量。控制策略可连续以最低值 3 gal/hr 进行投加，但当正磷酸盐浓度超过 P04 的设定点（0.5 mg/L）时，投加值将与正磷酸盐浓度成比例地增加。

奥科诺莫沃克市的 WWTF 的运营经理 Kevin Freber 说：“ 我们在 Alyza 的使用上有非常好体验，并且可以自己维护设备。”

Alyza IQ PO4 可以帮助实现更好的除磷。

过滤后正磷酸盐含量（3 天趋势图）