污水除磷技術的現狀及發展趨勢摘要：磷是水體富營養化的一個主要限制因素，控制出水中磷的濃度尤其重要?，F如今，開發經濟、高效的污水除磷技術已成為當今污染控制工程領域的研究重點和熱點。討論污水的各種除磷技術，為不同條件下的污水除磷提供參考與選擇的依據，并探討了除磷技術的發展趨勢。磷的回收利用是除磷技術發展的必然趨勢以實現可持續發展的除磷技術為目的，并對今后的研究方向作出展望。關鍵詞：富營養化；物化除磷；生物除磷；化學輔助生物除磷中圖分類號：X703 文獻標志碼：AThe present situation and development tendency of wastewater phosphorus removal technologyWenran CHENAnhui science and technology college Abstract: Phosphorus is a major limiting factor of eutrophication, control the concentration of phosphorus in produced water is particularly important. Nowadays, the development of the economic and efficient wastewater phosphorus removal technology has become the research focus and hotspot in the field of pollution control engineering. Discuss various wastewater phosphorus removal technology, provide a reference for wastewater phosphorus removal under different conditions and selection of the basis, and the development trend of phosphorus removal technology are discussed. Phosphorus recycle is the inevitable trend of dephosphorization technology development in order to realize the sustainable development of phosphorus removal technology for the purpose, and prospected the future research.Key words: eutrophication； Physical and chemical phosphorus removal；Biological phosphorus removal；Chemical auxiliary biological phosphorus removal磷作為一種營養物質，它是生物圈的重要元素之一。在水中可以有多種形式存在(如正磷酸鹽、偏磷酸鹽、有機磷)，水中含磷量過高會引起水體富營養化問題。隨著城市人口的增加、工農業的增長和污水排放總量的不斷增加，以及各種含磷洗滌劑和化肥農藥的大量使用，含有大量營養成分的污水流人湖泊等封閉性水域，加速了水域的富營養化。這種現象在世界各地，包括我國都不斷發生，給工農業、生活用水、水產業以及旅游業都帶來了極大的危害。因此，除磷技術的研究和應用就具有重要的意義。1 物化除磷技術污水的物化除磷是通過向水體中投加陽離子絮凝劑，它們與污水中的磷酸根(P043-)形成不溶性化合物。同時由于污水中氫氧根存在，會產生氫氧化物絮體，使非溶解性可沉淀固體越聚越大，然后通過固液分離從污水中分離出來，達到除磷的目的。用于物化除磷的絮凝劑有石灰和金屬鹽兩大類，最常用的是石灰Ca(OH)2、硫酸鋁、鋁酸鈉、氯化鐵、硫酸鐵、氯化亞鐵、硫酸亞鐵等。1.1 石灰混凝法向含磷污水中投加石灰，由于形成氫氧根離子，污水pH值上升，與此同時，污水中的磷與石灰中的鈣產生反應。形成Cas(OH) (P043一)，其反應式如下:3HP042+一+SCa2+40H-Ca5 (OH)PO43-+3H20 該法實際上是水的軟化過程，所需的石灰投加量僅與污水的堿度有關，而與污水的含磷量無關1。其原因是:根據磷酸鈣沉淀的溶解度曲線可知，使用石灰法時，pH值必須調到較高值才能使殘留的溶解磷濃度降到較低的水平，而污水堿度所消耗的石灰量通常比形成磷酸鈣沉淀所需的石灰量大好幾個數量級，因此，石灰法除磷所需的石灰投加量基本上取決于水的堿度，而不是污水的含磷量。石灰法主要用于要求出水濃度在0. lmg/1左右的情形，但其產泥量大，除磷的投藥設施設備投資和運行費用相當高，使該工藝與其他常規污水除磷工藝相比缺乏經濟性2。1.2 金屬鹽混凝法金屬鹽除磷有鋁鹽除磷、鐵鹽除磷等。這里我們取鋁鹽除磷作為一個例子。鋁離子與正磷酸根離子化合，形成難溶的磷酸鋁，通過沉淀加以去除。A13+十PO43-A1P04當使用硫酸鋁作為混凝劑時，其產生的反應是:A12（S04）3+ 十2P03一42A1P04+3SO42-此外，硫酸鋁還和污水中的堿度產生如下的反應:A12( S04)3+6HC032A1(OH)3+6C02+3SO42-這樣，由于硫酸鋁對堿度的中和，pH值下降，游離出CO2，形成氫氧化鋁絮凝體。膠體粒子為絮凝體吸附而去除，在這一過程中磷化合物也得到去除。2 生物除磷技術生物除磷工藝是一種經濟的除磷方法，可以有效的去除磷，而不影響總氮的去除，運行費用低，且可避免化學除磷法產生大量的化學污泥。其中反硝化除磷工藝是當前研究的熱點。反硝化細菌的生物攝N放磷作用被代爾夫特工業大學和東京大學研究人員合作研究確認，命名為“反硝化除磷”3。反硝化除磷菌DPB可以利用或者O2或者NO3作為電子受體，在厭氧條件下，COD可被降解為醋酸(HAC）等低分子脂肪酸，供DPB吸收繁殖，同時水解細胞內的Poly-P，并以無機磷酸鹽的形式釋放出來在缺氧條件下，DPB利用硝酸氮為電子受體發生生物攝磷作用，同時硝酸氮被還原為氮氣被 DPB合并后的反硝化除磷過程能夠節省相當COD的與曝氣量，同時也意味著較少的細胞合成量4。2.1 污水生物除磷工藝近十多年來，各國研究者研究開發了許多生物除磷工藝，并已逐步在污水除磷處理工藝中得到應用，目前常用于工程實踐的工藝有:A/O工藝、A2/O工藝、P hostrip工藝、Bar-denpho I藝、UCT工藝、SBR工藝以及氧化溝工藝。A/O(Anaerobic/Oxic的簡稱)工藝是最基本的生物除磷工藝，微生物首先通過厭氧條件，將細胞中的磷釋放，然后進入好氧狀態，攝取比在厭氧條件下釋放的更多的磷，既利用其對磷的過重攝取能力將高含磷污泥以剩余污泥的方式排除系統之外，從而降低處理出水中磷的含量。該工藝的使用前提是進水中有較高的易降解有機基質的含量，即要求進水中磷與BOD之比較低，BOD之比較低，若磷與BOD之比較高，由于BOD負荷較少，余污泥量較少，因而難以達到穩定的運行效果。用該工藝處理城市污水時磷的去除率在75%左右，出水含磷約1 mg/ 1或略低，很難進一步提高。A2/O(Anaerobic/Anoxic/ O xic的簡稱)工藝同時具有除磷和脫氮的功能，它是在A/O工藝的基礎上增加了一個缺氧區，使好氧區中的混合液回流至缺氧區使之反硝化脫氮。它要求在高速率條件下運行，即水力停留時間較短，污泥齡較短。一般缺氧區的H RT為0. 5一1. Oh，污泥齡為3一5d0Phostrip工藝作為側流除磷工藝的代表，結合生物除磷和化學除磷，將部分回流污泥分流到厭氧池除磷并用石灰沉淀，厭氧池不在污水主流方向上，而在回流污泥的側流中。它處理出水含磷量低，對進水水質波動的適應性較強，比較適合于對現有工藝的改造，只需在污泥回避管線上增設小規模的處理單元，且在改造過程中不必中斷處理系統的正常運行。氧化溝的特有技術經濟優勢，產生了一系列的除磷脫氮技術與氧化溝技術相結合的污水處理工藝，根據SBR處理技術及其操作的靈活性，通過調整控制運行過程中的部分參數，也可實現對氮磷的高效去除。另外，其它幾種工藝也都經過一定的技術改進，能達到較好的除磷效果。在實際應用過程中，我們還應根據具體的水質情況、去除要求以及其它配套設施等選擇經濟合理的工藝。3 化學輔助生物除磷由于生物除磷的穩定性和靈活性較差，易受碳源,pH值等因素的影響5，出水的磷含量往往達不到國家排放標準要求，生物除磷的工藝穩定性可通過附加化學沉淀來改善。目前化學結合生物除磷技術的研究比較熱點6。其中側流除磷（Ph-sostri p)工藝的研究深受關注，該工藝可保證磷出水值在lm/L以下，雖然尚不能達到國家一級A標準，但從除磷工藝的穩定性、磷去除效率、污泥最終處置的便利和間接節省的運行費方面來看，有其它除磷工藝都不可比擬的優勢。所以在除磷工藝中得到了很好的應用研究。周希安等7在A2/O工藝的基礎上增加了惻流化學除磷，桑德集團結合自身技術優勢，改進了工藝流程設計、優化了運行管理，使出水TP完全達標，平均為0.154 mg/L，去除率達97%。吉芳英等在水解酸化A2/O污泥減量工藝的運行性能研究生物處理單元中采用水解酸化、多級串聯接觸曝氣、連續流的除磷脫氮A2/O工藝，并輔以外排厭氧富磷污水側流除磷，用該工藝處理校園生活污水，具有良好的除磷效果，TP0.44 m/L。4 除磷技術的發展方向目前污水處理廠目標不僅為懸浮物和COD的去除，還要求脫氮除磷。但由于除磷和脫氮之間在碳源、泥齡等方面存在著矛盾，而且硝酸鹽的存在對生物除磷工藝有一定的影響，生物除磷和生物脫氮很難同時達到最佳的效果。由于脫氮一般只能靠生物去除，而除磷工藝既可以采用生物除磷，也可以采用化學除磷。因此可以在優先保證脫氮效果的前提下，輔助以化學除磷，使得出水中的TN和TP同時達到要求8。但在生物除磷和化學除磷聯合作用下，化學藥劑對活性污泥生物活性的影響值得進一步研究。5 結論污水除磷可以有效防止水體富營養化，提高出水水質。實際應用中，選擇合理有效的處理方法顯得尤其重要。一方面，我們要大力開發適合于我國國情的高效處理技術；另一方面，要具有針對性地開展更深入的基礎研究，優化現有的一些處理工藝。參考文獻：1李京雄，孫水裕，苑星海.城市生活污水化學除磷試劑的應用比較J.廣東微量元素科學，2006, 13(1):19-22.2雷樂成.水處理新技術及工程設計M.北京:化學工業出版杜，20013 Mino T. IVficrobiology and Biochemistry of the Enhanced Biological Phosphate Removal ProcessJ. Water Res, 1997, 32:3193-3207.4趙丹，任南琪，陳堅，等.生物除磷技術新工藝及其微生物學原理J.哈爾濱工業大學學報，2004, 36(11): 1460- 14625 Chen Yinguang,Randall A A, McCue T. The Efficiency of Enhanced Biolgical Phosphorus Rernwal from Reel Wastenrter Affected by Different Ratio of Acetic to Propionic AcidJ.Water Research,2004, 38(1):27-366 Liu Yan, Chen Yinguang Zhou Qi, et al. Effect of Initial pH Con-