72废水除磷技术

废水生物/化学除磷研究及应用现状水污染控制生物除磷技术究四川大学环境科学与工程系杨平2013年11月提纲一、P的存在形态及对水体的危害二废水生物除磷原理二、废水生物除磷原理三、废水生物除磷常用工艺四、化学沉淀法废水除磷一、二氧化硫的来源及危害废水中P的存在形态及对水体的危害9常见形态：磷酸盐(H2PO4-、HPO42-、PO43-)常见磷(2444)聚磷酸盐9来源：生活污水、磷矿、磷肥工业、合成洗涤剂厂等。9危害：P是引起水体富营养化的限制因子。一、P的存在形态及对水体的危害20世紀80年代以来中国では透明度が低く貧酸素化悪臭を放藻類等が異常増殖工業排水農業排水生活排水多くの湖沼、ダムなど水域のリン、窒素増加有害物質により水生生物が死滅緑色、褐色、赤褐色等に変色水処理施設を腐食悪臭を放つ処理水質を悪化一、P的存在形态及对水体的危害鸭子水体富营养化实例四川乐至县一、P的存在形态及对水体的危害水体富营养化实例滇池2011-10一、P的存在形态及对水体的危害河道及排污四川，2011-11一、P的存在形态及对水体的危害成都パンダ基地天が湖水体富营养化实例北京朝陽公園⽔碓湖2012金堂国际铁人三项赛一、P的存在形态及对水体的危害2012金堂国际铁人三项赛一、P的存在形态及对水体的危害2012金堂国际铁人三项赛（9月8至9日）一、P的存在形态及对水体的危害二、废水生物除磷原理2.1废水生物除磷原理•实质：好氧聚磷利用聚磷菌吸入过量磷形成“高磷利用聚磷菌吸入过量磷，形成“高磷污泥”，排出污泥可以去除磷。厌氧放磷。二、废水生物除磷原理2.2废水生物除磷机理图产酸菌有机基质厌氧区PHB─一种碳源有机物PHB─聚羟基丁酸好氧区β聚PPHBPHB聚P乙酸聚磷菌放磷吸磷O2P聚磷菌聚磷菌聚磷菌生物除磷机理图PHB种碳源有机物，起储能作用。二、废水生物除磷原理2.3废水生物除磷特性曲线P析出P释放BOD5浓度进水厌氧好氧(缺氧)出水污泥回流A段O段二沉池工艺流程P析释放P的净去除BOD5A1/O生物除磷特性曲线三、废水生物除磷常用工艺3.1A/O工艺释放磷去有机物、吸入磷沉淀池处理水原废水吸入磷池．．．．．．．．　．．．．．．．．．．．.....．.．....*．..*污泥回流剩余污泥（厌氧A）（好氧O）.三、废水生物除磷常用工艺3.2A1-A2/O工艺N2碱内循环（硝化液回流）提高废水可生化性反硝化反应器有机物去除、吸磷硝化反应器沉淀池．．．．．．．．　．．．．．．．．．．．.....．.．....*．..*污泥回流处理水原废水剩余污泥（厌氧A）（缺氧A）（好氧O）.放磷氨化去有机物吸磷硝化三、废水生物除磷常用工艺3.3A1-A2/O改进工艺N2处理水原废水碱内循环（硝化液回流）提高废水可生化性反硝化反应器有机物去除、吸磷硝化反应器沉淀池．．．．．．．．　．．．．．．．．．．．.....．.．....*．..*污泥回流处理水原废水剩余污泥（厌氧A）（缺氧A）（好氧O）.放磷氨化去有机物吸磷硝化三、废水生物除磷常用工艺3.4A1-A2/O工艺特性曲线三、废水生物除磷常用工艺3.5UCT工艺三、废水生物除磷常用工艺3.5改良的UCT工艺进水缺氧混合液回流硝化混合液回流出水厌氧池缺氧池缺氧池好氧池沉淀池进水污泥回流剩余污泥三、废水生物除磷常用工艺3.6Bardenoho工艺N2内循环N2反硝化反应器有机物去除、吸磷硝化反应器沉淀池．．．．．．．．　．．．．．．．．．．．.....．.．....*．..*污泥回流处理水原废水剩余污泥（厌氧A）（好氧O）.放磷去有机物吸磷硝化反硝化反应器（厌氧A）有机物去除、吸磷硝化反应器放磷（好氧O）去有机物吸磷硝化三、废水生物除磷常用工艺3.7Phoredox工艺N2内循环N2反硝化反应器有机物去除、吸磷硝化反应器沉淀池．．．．．．．．　．．．．．．．．．．．.....．.．....*．..*污泥回流处理水原废水剩余污泥（厌氧A）（好氧O）.放磷去有机物吸磷硝化反硝化反应器（厌氧A）有机物去除、吸磷硝化反应器放磷（好氧O）去有机物吸磷硝化三、废水生物除磷常用工艺3.8其他工艺(1)A+A2/O的AB工艺A段B段硝化液回流曝气池厌氧池缺氧池好氧池中间池二沉池进水污泥回流A-A2/O工艺污泥回流剩余污泥出水剩余污泥三、废水生物除磷常用工艺3.8其他工艺(1)SBR、CASTA等工艺曝气池(间歇曝气)进水出水初沉池SBR工艺选择段主反应区进水CAST工艺出水初沉池三、废水生物除磷常用工艺3.8其他工艺(2)氧化沟工艺处理水缺氧区反硝化脱氮好氧区去BOD、硝化进水曝气区BOD去除转碟三、废水生物除磷常用工艺3.9影响因素¾溶氧DO，厌氧低、好氧高¾氧化还原电位氧化位¾有机物¾污泥龄(细胞平均停留时间)，长好¾温度5~30度¾pH6~8¾金属离子三、废水生物除磷常用工艺3.10国内应用实例昆明兰花沟污水处理厂卡鲁塞尔氧化沟项目TP(mg/L)TN(mg/L)原水2~430处理水小于1.0氨氮小于1.0三、废水生物除磷常用工艺3.10国内应用实例深圳盐田污水处理厂(MSBR)项目BOD5CODCrTSSTNTP处理水(mg/L)105020151三、废水生物除磷常用工艺3.10国内应用实例广州市大坦沙废水处理厂项目TP(mg/L)TN(mg/L)原水540处理水小于2.0氨氮小于15三、废水生物除磷常用工艺3.11工艺小结Bardenpho工艺改进的Bardenpho工艺改进的Phoredox工艺UCT工艺三、废水生物除磷常用工艺3.11工艺小结Johannesburg工艺改进的UCT工艺A/O工艺A2/O工艺三、废水生物除磷常用工艺3.11工艺小结EASC工艺Biodenipho工艺SBR工艺四、化学沉淀法废水除磷无论是连续流或序批式间歇生物除磷工艺，出水很难达到日益严格的标准。如我国现行标准值为0.5mg/L(在新的标准GB18918-2002《城镇污水排放标准》中有所放宽)。因此，应采用生物除磷与化学除磷相结合的方法除磷。化学沉淀机4.1化学沉淀机理5Ca2++3PO43-+OH-==Ca5(PO4)OH其他金属离子，如：铁、铝对除磷也很有效。在工程实际应用中，主要用铁盐和铝盐作沉淀剂。四、化学沉淀法废水除磷4.2各离子除磷反应式溶度积平衡常数的对数值Fe3++PO43-==FePO4233Fe2++2PO43-==Fe3(PO4)230如：Fe3+时，理论上所需的Fe3+和PO43-质量比为1：1；用Fe2+时为3：2；实际工程中用量大些。用铁除磷效果还取决于pH值，Fe3+pH为4.5~5；Fe2+pH为7.0~8.0。在工程实际应用中，主要用铁盐和铝盐作沉淀剂。Al3++PO43-==AlPO421Ca2++2H2PO43-==Ca(H2PO4)21Ca2++HPO42-+OH-==CaHPO4610Ca2++6PO43-+2OH-==Ca10(OH)2(PO4)690四、化学沉淀法废水除磷(1)直接或前置化学沉淀4.3化学除磷工艺工艺有四种：直接或前置化学沉淀、同步化学沉淀、后置化学沉淀和后续接触过滤。(1)直接或前置化学沉淀在初沉池前投加药，如投加在曝气沉砂池中，除磷效率达90%，北欧应用多。主要是加铁盐或铝盐。四、化学沉淀法废水除磷(1)同步化学沉淀4.3化学除磷工艺工艺有四种：直接或前置化学沉淀、同步化学沉淀、后置化学沉淀和后续接触过滤。(1)同步化学沉淀沉淀剂加入曝气池中或回流污泥中，此时化学除磷与活性污泥沉淀同时发生于二沉池，因此称为同步化学沉淀。德国、瑞士污水处理厂大多采用，最便宜的沉淀剂是硫酸亚铁，除磷率达85~90%。四、化学沉淀法废水除磷(3)后置化学沉淀4.3化学除磷工艺工艺有四种：直接或前置化学沉淀、同步化学沉淀、后置化学沉淀和后续接触过滤。(3)后置化学沉淀沉淀剂加入二沉池之后的单独絮凝-固/液分离设备的进水中，加铁盐或铝盐，并控制pH值，除磷率90~95%，出水可达P小于0.5mg/L，瑞典使用多。四、化学沉淀法废水除磷(4)后续接触过滤4.3化学除磷工艺工艺有四种：直接或前置化学沉淀、同步化学沉淀、后置化学沉淀和后续接触过滤。(4)后续接触过滤常在后置化学沉淀之后串接。一般与前3种方法串联使用，出水P降低至0.1~0.2mg/L。过滤方式有双层滤料过滤，或更高级的微滤膜(MF)或超滤膜(UF)过滤。