气浮机除磷

首先了解磷。

一、磷在废水中存在的形式是什么?


磷是一种活泼元素,在自然界中不以游离状态存在,而是以含磷有机物、无机磷化合物及还原态PH3这三种状态存在。污水处理中含磷化合物可分为有机磷与无机磷两类。

无机磷几乎都以各种磷酸盐形式存在,包括正磷酸盐、偏磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐,以及聚合磷酸盐如焦磷酸盐、三磷酸盐等。有机磷大多是有机磷农药,如乐果、甲基对硫磷、乙基对硫磷、马拉硫磷等构成,他们大多呈胶体和颗粒状,不溶于水,易溶于有机溶剂。可溶性有机磷只占30%左右,多以葡萄糖-6-磷酸、2-磷酸-甘油酸及磷肌酸等形式存在。溶解磷占总磷的1/3左右,PO43--P磷中大分子磷占40%。


二、磷是怎样转化的?影响因素有哪些?


水体中的可溶性磷很容易与Ca2+、Fe3+、Al3+等离子生成难溶性沉淀物,例如AIPO4、FePO4等,沉积于水体底部成为底泥。聚积于底泥中的磷的存在形式和数量,一方面决定于污染物输入和通过地表与地下径流的排出情况;另一方面决定于水中的磷与底泥中的磷之间的交换情况。沉积物中的磷通过颗粒态磷的悬浮和水流的湍流扩散再度被稀释到上层水体中,或者当沉积物中的可溶性磷大大超过水体中磷的浓度时,则可能重新释放到水体中。

在水中,磷离子以HPO42ˉ还是以H2PO4ˉ形式存在取决于pH值,当pH值在2~7时,水中磷酸盐离子多数以H2PO4ˉ形式存在,而pH值在7~12时,则水中的磷酸盐离子多数以HPO42ˉ形式存在。所有含磷化合物都是首先转化为正磷酸盐(PO43ˉ)后,再转化为其他形式。此时测定PO的含量,测定结果即是总磷的含量。


然后如何除去废水中的磷?


常规的生物处理法通过剩余污泥排放和处理可以从废水中去除部分磷,一些特殊工艺或经过调整运行方式以后具有除磷功能的普通工艺可以取得较好的除磷效果,具体方法有A/O,A²/O、SBR、氧化沟等。但生物处理法的除磷效果有限,当磷的排放标准很高时,往往需要使用化学除磷或将生物法与化学除磷结合起来使用。

化学除磷是向水中投加化学药剂,生成不溶性的磷酸盐,然后再利用沉淀、气浮或过滤等方法将磷从污水中除去。用于化学除磷的常用药剂有石灰,铝盐和铁盐等三大类。


三、气浮机去除磷


气浮机去除磷就是利用化学法去除磷。

1、石灰除磷

石灰除磷是投加石灰与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀。

由于石灰进入水中后,首先与水的碱度反应生成碳酸钙沉淀,然后过量的钙离子才能与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀,因此所需的石灰量主要取决于待处理废水的碱度,而不是废水的磷酸盐含量。

另外,废水的镁硬度也是影响石灰除磷的因素。因为在高pH值条件下,生成的Mg(OH)2沉淀是胶体沉淀,不但消耗石灰,而且不利于污泥脱水。

pH对石灰除磷的影响很大,随着pH升高,羟基磷灰石的溶解度急剧下降,即磷的去除率增加,pH大于9.5后,水中所有磷酸盐都转为不溶性的沉淀。一般控制pH在9.5~10之间除磷效果最好。

不同废水的石灰量投加应该通过实验确定。

石灰除磷的具体方法有三种。一是在污水厂初沉池之前投加,而是在污水生物处理之后的二沉池投加,三是在生物处理系统之后投加石灰并配有再碳酸化系统。

2、铝盐除磷

铝盐除磷的常用药剂是硫酸铝和硫酸钠。不同的是投加硫酸铝会降低废水的pH,而投加硫酸钠会提高废水的pH。因此硫酸铝和硫酸钠分别适用于处理碱性和酸性废水。

铝盐的投加比较灵活,可以在初沉池前投加,也可以在曝气池中投加,或者在曝气池和二沉池之间投加,还可以将化学除磷与生物处理系统分开,以二沉池出水为原水投加铝盐进行混凝过滤、或在滤池前投加铝盐进行微絮凝过滤。

在初沉池前投加,可以提高初沉池对有机物和SS的去除率,在曝气池和二沉池之间投加,渠道或者管道的湍流有助于改善药剂的混合效果,在生物处理系统之后投加,因生物处理对磷的水解作用可以使除磷效果更好。

由于受废水碱度和有机物的影响,除磷的化学反应是一个复杂的过程,因此铝盐的最佳投加量不能按计算确定,必须经过试验确定。

3、铁盐除磷

三氯化铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁等都可以用来除磷,常用的是三氯化铁。

与铝盐相似,大量三氯化铁要满足与碱度反应生成的Fe(OH)3,以此促进胶体磷酸铁的沉淀分离。磷酸铁沉淀的最佳pH范围是4.5~5.0,实际应用中pH值在7左右甚至超过7,仍有较好的除磷效果。

城市废水投加大约45~90mg/L三氯化铁,可去除磷85%~90%。和铝盐一样,铁盐投加点可以在预处理、二级处理或三级处理阶段。


但是化学除磷会产生一些问题:


1、化学除磷最大的问题是会使污水处理污泥量显著增加。

因为在除磷时产生的金属磷酸盐和金属氢氧化物以悬浮固体的形式存在于水中,最终变成污泥。在初沉池前投加金属盐,初沉池污泥增加60%~100%,整个污水处理厂污泥量会增加60%~70%.在二级处理过程中投加金属盐,剩余污泥量增加35%~45%.

2、化学除磷会使污泥浓度降低20%左右,因此污泥体积加大,从而增加了污泥处理与处置的难度。

3、使用化学除磷时,出水可溶性固体含量增加。若固液分离不好时,铁盐除磷会使出水呈微红色。