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1.如何除去污廢水中的氮？

脫氮技術(shù)包括化學(xué)法和生物法，由于化學(xué)法會(huì)產(chǎn)生二次污染，而且成本高，所以一般使用生物脫氮技術(shù)。

一、生物脫氮

污水生物處理脫氮主要是靠一些專(zhuān)性細(xì)菌實(shí)現(xiàn)氮形式的轉(zhuǎn)化。

含氮有機(jī)化合物在微生物的作用下首先分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮NH4+或NH3，這一過(guò)程稱(chēng)為“氨化反應(yīng)”。

硝化菌把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，這一過(guò)程稱(chēng)為“硝化反應(yīng)”；

反硝化菌把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓@一反應(yīng)稱(chēng)為“反硝化反應(yīng)”。

含氮有機(jī)化合物最終轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥奈鬯腥コ?/span>

1、硝化過(guò)程

硝化菌把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過(guò)程稱(chēng)為硝化過(guò)程，硝化是一個(gè)兩步過(guò)程，分別利用了兩類(lèi)微生物——亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌。這兩類(lèi)細(xì)菌統(tǒng)稱(chēng)為硝化菌，這些細(xì)菌所利用的碳源是CO32-、HCO3-和CO2等無(wú)機(jī)碳。

第一步由亞硝酸鹽菌把氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，第二步由硝酸鹽菌把亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。

這兩個(gè)過(guò)程釋放能量，硝化菌就是利用這些能量合成新細(xì)胞和維持正常的生命活動(dòng)，氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮并不是去除氮而是減少了它的需氧量。

氧化1g氨氮大約需要消耗4.3gO2和8.64gHCO3-（相當(dāng)于7.14gCaCO3堿度）。

硝化過(guò)程的影響因素：

1）溫度：硝化反應(yīng)最適宜的溫度范圍是30~35℃，溫度不但影響硝化菌的比增長(zhǎng)速率，而且會(huì)影響硝化菌的活性。

2）溶解氧：硝化反應(yīng)必須在好氧條件下進(jìn)行，溶解氧濃度為0.5~0.7mg/L是硝化菌可以容忍的極限，溶解氧低于2mg/L條件下，氮有可能被*硝化，但需要較長(zhǎng)的污泥停留時(shí)間，因此一般應(yīng)維持混合液的溶解氧濃度在2mg/L以上。

3）pH和堿度：硝化菌對(duì)pH特別敏感，硝化反應(yīng)的pH是在7.2~8之間。每硝化1g氨氮大約需要消耗7.14gCaCO3堿度，如果污水沒(méi)有足夠的堿度進(jìn)行緩沖，硝化反應(yīng)將導(dǎo)致pH值下降、反應(yīng)速率減慢。

4）有毒物質(zhì)：過(guò)高的氨氮、重金屬、有毒物質(zhì)及某些有機(jī)物質(zhì)對(duì)硝化反應(yīng)都有抑制作用。

5）泥齡：一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的泥齡應(yīng)為硝化菌世代周期的兩倍以上，一般不得小于3~5d，冬季水溫低時(shí)要求泥齡更長(zhǎng)，為保證一年四季都有充分的硝化反應(yīng)，泥齡通常都大于10d。

6）碳氮比：BOD5與TKN的比值是C/N，是反映活性污泥系統(tǒng)中異養(yǎng)菌與硝化菌競(jìng)爭(zhēng)底物和溶解氧能力的指標(biāo)。C/N不同直接影響脫氮效果。一般認(rèn)為，處理系統(tǒng)的BOD5負(fù)荷低于0.15BOD5/（MLVSS·d）時(shí)，硝化反應(yīng)可以正常進(jìn)行。

2、反硝化過(guò)程

反硝化過(guò)程是反硝化菌異化硝酸鹽的過(guò)程，即由硝化菌產(chǎn)生的硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌的作用下，被還原為氮?dú)夂髲乃幸绯龅倪^(guò)程。

反硝化過(guò)程主要在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行，溶解氧的濃度不能超過(guò)0.2mg/L，否則反硝化過(guò)程就要停止。

反硝化也分為兩步，第一步由硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，第二步由亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為一氧化氮、氧化二氮和氮?dú)狻?/span>

反硝化的影響因素：

1）溫度：反硝化的最適宜溫度范圍是35~45℃。

2）溶解氧：為了保證反硝化過(guò)程的進(jìn)行，必須保持嚴(yán)格的缺氧狀態(tài)，保持氧化還原電位為-50~-110mV；為使反硝化反應(yīng)正常進(jìn)行，懸浮型活性污泥系統(tǒng)中的溶解氧保持在0.2mg/L以下；附著性生物處理系統(tǒng)可以容許較高的溶解氧濃度，一般低于1mg/L。

3）pH值：范圍在6.5~7.5。

4）碳源有機(jī)質(zhì)：需要提供足夠的碳源，碳源物質(zhì)不同，反硝化速率也不同。

5）碳氮比：理論上將1g硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)庑枰荚次镔|(zhì)BOD5 2.86g。

2.86這個(gè)數(shù)字具體怎么得出的，很多人不清楚。在這里順道說(shuō)一下（此處引用一位大咖的講解）：

我們說(shuō)的C，其實(shí)大多數(shù)時(shí)候指的是COD（化學(xué)需氧量），即所謂C/N實(shí)際為COD/N，COD是用需氧量來(lái)衡量有機(jī)物含量的一種方法，如甲醇氧化的過(guò)程可用（1）式所示，二者并不相同，但二者按照比例增加，有機(jī)物越多，需氧量也越多。因此，我們可以用COD來(lái)表征有機(jī)物的變化。

CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O（1）

a. 反硝化的時(shí)候，如果不包含微生物自身生長(zhǎng)，方程式非常簡(jiǎn)單，通常以甲醇為碳源來(lái)表示。

6NO3-+5CH3OH→3N2+5CO2+7H2O+6OH-（2）

由（1）式可以得到甲醇與氧氣（即COD）的對(duì)應(yīng)關(guān)系：1mol甲醇對(duì)應(yīng)1.5mol氧氣，由（2）式可以得到甲醇與NO3-的對(duì)應(yīng)關(guān)系，1mol甲醇對(duì)應(yīng)1.2molNO3-，兩者比較可以得到，1molNO3--N對(duì)應(yīng)1.25molO2，即14gN對(duì)應(yīng)40gO2，因此C/N=40/14=2.86。

b. 反硝化的時(shí)候，如果包含微生物自身生長(zhǎng)，如（3）式所示。

NO3-+1.08CH3OH→0,065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-（3）

同樣的道理，我們可以計(jì)算出C/N=3.70。

c. 附注：本來(lái)事情到這里已經(jīng)算完了，但是還想發(fā)揮一下第一種情況，以下計(jì)算只是一種化學(xué)方程式的數(shù)學(xué)計(jì)算，不代表真的發(fā)生這樣的反應(yīng)。

如果我們把（1）、（2）兩式整理，

N2+2.5O2+2OH-→2NO3-+H2O

有負(fù)離子不方便，我們?cè)趦蛇厹p去2OH-，

N2+2.5O2→N2O5

其中，N源于NO3-，O可以代表有機(jī)物，因此，對(duì)應(yīng)不含微生物生長(zhǎng)的反硝化的理論碳源的需求量，實(shí)際就是相當(dāng)于把N2氧化成N2O5的需氧量，進(jìn)一步說(shuō)就是N2O5分子中O/N的質(zhì)量比。

這樣就更簡(jiǎn)單了，C/N=16×5/(14×2)=20/7=2.86

依次可以類(lèi)推出NO2--N的純反硝化的理論C/N比是N2O3分子中O/N的質(zhì)量比=16×3/(14×2)=12/7=1.71

6）有毒物質(zhì)：鎳濃度大于0.5mg/L、亞硝酸鹽含量超過(guò)30mg/L或鹽濃度高于0.63%時(shí)都會(huì)抑制反硝化作用。

3、生物脫氮的基本條件

1）硝酸鹽：硝酸鹽的生成和存在是反硝化作用發(fā)生的先決條件，必須先將污水中的含氮有機(jī)物如蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、脂類(lèi)、硝基化合物等轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮。

2）不含溶解氧：反應(yīng)器中的氧都將被有機(jī)體優(yōu)先利用，從而減少反應(yīng)器能脫氮的亞硝酸鹽量，溶解氧超過(guò)0.2mg/L時(shí)沒(méi)有明顯脫氮作用。

3）兼性菌團(tuán)：多數(shù)情況下，細(xì)菌普遍具有脫氮習(xí)性，污水處理的微生物脫氮時(shí)在好氧和缺氧條件下反復(fù)交替，其中以兼性菌團(tuán)為主。

4）電子供體：生物脫氮的能量來(lái)自脫氮過(guò)程中起電子供體作用的碳質(zhì)有機(jī)物，脫氮時(shí)污水中有機(jī)物必須充足，否則需要投加甲醇、乙醇、乙酸等外部碳源。

4、廢水生物脫氮處理方法

生物脫氮工藝是一個(gè)包括硝化和反硝化過(guò)程的單級(jí)或多級(jí)活性污泥法系統(tǒng)。從完成生物硝化的反應(yīng)器來(lái)看，脫氮工藝可分為微生物懸浮生長(zhǎng)型（活性污泥法及其變形）和微生物附著生長(zhǎng)型（生物膜反應(yīng)器）兩大類(lèi)。

多級(jí)活性污泥法系統(tǒng)具有多級(jí)污泥回流系統(tǒng)，是傳統(tǒng)的生物脫氮法，是將硝化和反硝化分別單獨(dú)進(jìn)行。此流程可以得到相當(dāng)好的BOD5去除效果和脫氮效果，其缺點(diǎn)是流程長(zhǎng)、構(gòu)筑物多、基建費(fèi)用高、需要外加碳源、運(yùn)行費(fèi)用高、出水中殘留一定量甲醇等。

而單級(jí)活性污泥法系統(tǒng)則是將含碳有機(jī)物的氧化、硝化和反硝化在一個(gè)活性污泥系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，并且只有一個(gè)沉淀池，即一個(gè)污泥回流系統(tǒng)。

單級(jí)活性污泥脫氮系統(tǒng)代表方法是缺氧/好氧（A/O）工藝和四段Bardenpho工藝（A/O/A/O），其他方法還有厭氧/缺氧/好氧（A2/O）工藝、Phoredox（五段Bardenpho）工藝、UCT工藝、VIP工藝等；

此外，氧化溝、SBR法、循環(huán)活性污泥法等通過(guò)調(diào)整運(yùn)行方式而有脫氮功能時(shí)也歸為單級(jí)活性污泥脫氮系統(tǒng)。其中A2/O工藝、Bardenpho工藝、Phoredox工藝、UCT工藝、VIP工藝等同時(shí)具有脫氮除磷功能。

生物膜反應(yīng)器適合世代周期長(zhǎng)的硝化細(xì)菌生長(zhǎng)，而且其中固著生長(zhǎng)的微生物使硝化菌和反硝化菌各有其適合生長(zhǎng)的環(huán)境。因此在一般的生物膜反應(yīng)器內(nèi)部，也會(huì)同時(shí)存在硝化和反硝化過(guò)程。

在已有的活性污泥法處理過(guò)程中，通過(guò)投加粉末活性炭等載體，不僅可以提高去除BOD5的能力，還可以提高整個(gè)系統(tǒng)的硝化和脫氮效果。如果將已經(jīng)實(shí)現(xiàn)硝化的廢水回流到低速轉(zhuǎn)動(dòng)的生物轉(zhuǎn)盤(pán)和鼓風(fēng)量較小的生物濾池等缺氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)，可以取得更好的脫氮效果，且不需污泥回流。

二、化學(xué)脫氮

氨氮質(zhì)量濃度大于500mg/L 的廢水稱(chēng)為高濃度氨氮廢水。工業(yè)廢水和城市生活污水中氨氮的含量急劇上升，呈現(xiàn)氨氮污染源多、排放量大，并且排放的濃度增大的特點(diǎn)。

針對(duì)高氨氮廢水的處理技術(shù)主要使用吹脫法、化學(xué)沉淀法等。

1、吹脫法

將空氣通入廢水中，使廢水中溶解性氣體和易揮發(fā)性溶質(zhì)由液相轉(zhuǎn)入氣相，使廢水得到處理的過(guò)程稱(chēng)為吹脫。

吹脫法的基本原理是氣液相平衡和傳質(zhì)速度理論。將氨氮廢水pH 調(diào)節(jié)至堿性，此時(shí)，銨離子轉(zhuǎn)化為氨分子，再向水中通入氣體，使其與液體充分接觸，廢水中溶解的氣體和揮發(fā)性氨分子穿過(guò)氣液界面，轉(zhuǎn)至氣相，從而達(dá)到去除氨氮的目的。常用空氣或水蒸氣作載氣，前者稱(chēng)為空氣吹脫，后者稱(chēng)為蒸汽吹脫。

蒸汽吹脫法效率較高，氨氮去除率能達(dá)到90%以上，但能耗較大，一般應(yīng)用在煉鋼、化肥、石油化工等行業(yè)，其優(yōu)點(diǎn)是可回收利用氨，經(jīng)過(guò)吹脫處理后可回收到氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)30%以上的氨水。

空氣吹脫法的效率雖比蒸汽法的低，但能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便。在氨氮總量不高的情況下，采用空氣吹脫法比較經(jīng)濟(jì)，同時(shí)可用硫酸作吸收劑吸收吹脫出的氨氮，生成的硫酸銨可制成化肥。

但是在大規(guī)模的氨吹脫-汽提塔生產(chǎn)過(guò)程中， 產(chǎn)生水垢是較棘手的問(wèn)題。通過(guò)安裝噴淋水系統(tǒng)可有效解決軟質(zhì)水垢問(wèn)題，可是對(duì)于硬質(zhì)水垢，噴淋裝置也無(wú)法消除。此外，低溫時(shí)氨氮去除率低，吹脫的氣體形成二次污染。因此，吹脫法一般與其他氨氮廢水處理方法聯(lián)合運(yùn)用，用吹脫法對(duì)高濃度氨氮廢水進(jìn)行預(yù)處理。

（1）吹脫法普遍適宜的pH 在11 附近；

（2）考慮經(jīng)濟(jì)因素，溫度在30~40 ℃附近較為可行，且處理率高；

（3）吹脫時(shí)間為3 h左右；

（4）氣液比在5 000∶1 左右效果較好，且吹脫溫度越高，氣液比越小；

（5）吹脫后廢水的濃度可降低到中低濃度；

（6）脫氮率基本保持90%以上。盡管吹脫法可以將大部分氨氮脫除， 但處理后的廢水中氨氮仍然高達(dá)100 mg/L 以上，無(wú)法直接排放，還需要后續(xù)深度處理

2、化學(xué)沉淀法（磷酸銨鎂沉淀法）

化學(xué)沉淀法的原理，是向氨氮污水中投加含Mg2+ 和PO43- 的藥劑， 使污水中的氨氮和磷以鳥(niǎo)糞石（磷酸銨鎂）的形式沉淀出來(lái)，同時(shí)回收污水中的氮和磷。

化學(xué)沉淀法的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在： 工藝設(shè)計(jì)操作相對(duì)簡(jiǎn)單；反應(yīng)穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小，抗沖擊能力強(qiáng)；脫氮率高，效果明顯，生成的磷酸銨鎂可作為無(wú)機(jī)復(fù)合肥使用，解決了氮的回收和二次污染的問(wèn)題，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。磷酸銨鎂沉淀法適用于處理氨氮濃度較高的工業(yè)廢水。

可以看出， 磷酸銨鎂沉淀法處理氨氮廢水的適宜條件是：pH 約為9.0，n（P）∶n（N）∶n（Mg）在1∶1∶1.2 左右，磷酸銨鎂沉淀法的脫氮率能維持在較高水平，普遍能夠達(dá)到90%以上。

低濃度氨氮工業(yè)廢水處理技術(shù)

廢水中氨氮的構(gòu)成主要有兩種，一種是氨水形成的氨氮，一種是無(wú)機(jī)氨形成的氨氮，主要是硫酸銨、氯化銨等。氨氮是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素之一， 對(duì)這類(lèi)污水進(jìn)行回收利用時(shí)還會(huì)對(duì)管道中的金屬產(chǎn)生腐蝕作用， 縮短設(shè)備和管道的壽命，增加維護(hù)成本。

目前工業(yè)上常用于處理低濃度氨氮的技術(shù)主要有吸附法、折點(diǎn)氯化法、生物法、膜技術(shù)等。

1、吸附法

吸附是一種或幾種物質(zhì)（稱(chēng)為吸附物）的濃度在另一種物質(zhì)（稱(chēng)為吸附劑）表面上自動(dòng)發(fā)生變化的過(guò)程， 其實(shí)質(zhì)是物質(zhì)從液相或氣相到固體表面的一種傳質(zhì)現(xiàn)象。

吸附法是處理低濃度氨氮廢水較有發(fā)展前景的方法之一。吸附法常利用多孔性固體作為吸附劑，根據(jù)吸附原理不同可分為物理吸附、化學(xué)吸附和交換吸附。

處理低濃度氨氮廢水較為理想的是離子交換吸附法，它屬于交換吸附方法的一種，利用吸附劑上的可交換離子與廢水中的NH4+ 發(fā)生交換并吸附NH3 分子以達(dá)到去除水中氨的目的， 這是一個(gè)可逆過(guò)程， 離子間的濃度差和吸附劑對(duì)離子的親和力為吸附過(guò)程提供動(dòng)力。

具有良好吸附性能且常用的吸附劑有：沸石、活性炭、煤炭、離子交換樹(shù)脂等，根據(jù)其吸附原理的不同，這些吸附材料對(duì)不同吸附物的吸附效果不同。

該法一般只適用于低濃度氨氮廢水， 而對(duì)于高濃度的氨氮廢水， 使用吸附法會(huì)因吸附劑更換頻繁而造成操作困難， 因此需要結(jié)合其他工藝來(lái)協(xié)同完成脫氮過(guò)程。供吸附法使用的吸附劑很多， 但不同吸附劑對(duì)廢水中氨氮的吸附量卻有很大不同。

由表3 可以看出，對(duì)于傳統(tǒng)的吸附劑如沸石、交換樹(shù)脂等， 其對(duì)氨氮的處理率較高， 一般能達(dá)到90%以上。

2、折點(diǎn)氯化法

折點(diǎn)氯化法是污水處理工程中常用的一種脫氮工藝，其原理是將氯氣通入氨氮廢水中達(dá)到某一臨界點(diǎn)，使氨氮氧化為氮?dú)獾幕瘜W(xué)過(guò)程，其反應(yīng)方程式為：NH4++1.5HOCl→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-

折點(diǎn)氯化法的優(yōu)點(diǎn)為：處理效率高且效果穩(wěn)定，去除率可達(dá)100%；該方法不受鹽含量干擾，不受水溫影響，操作方便；有機(jī)物含量越少時(shí)氨氮處理效果越好，不產(chǎn)生沉淀；初期投資少，反應(yīng)迅速*；能對(duì)水體起到殺菌消毒的作用。

但是折點(diǎn)氯化法僅適用于低濃度廢水的處理， 因此多用于氨氮廢水的深度處理。該方法的缺點(diǎn)是：液氯消耗量大，費(fèi)用較高，且對(duì)液氯的貯存和使用的安全要求較高， 反應(yīng)副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。

三、不同濃度工業(yè)含氨氮廢水的處理方法比較

2.如何除去污廢水中的磷？

常規(guī)的生物處理法通過(guò)剩余污泥排放和處理可以從廢水中去除部分磷，一些特殊工藝或經(jīng)過(guò)調(diào)整運(yùn)行方式以后具有除磷功能的普通工藝可以取得較好的除磷效果，具體方法有A/O，A²/O、SBR、氧化溝等。但生物處理法的除磷效果有限，當(dāng)磷的排放標(biāo)準(zhǔn)很高時(shí)，往往需要使用化學(xué)除磷或?qū)⑸锓ㄅc化學(xué)除磷結(jié)合起來(lái)使用。

化學(xué)除磷是向水中投加化學(xué)藥劑，生成不溶性的磷酸鹽，然后再利用沉淀、氣浮或過(guò)濾等方法將磷從污水中除去。用于化學(xué)除磷的常用藥劑有石灰，鋁鹽和鐵鹽等三大類(lèi)。

一、先說(shuō)化學(xué)法

1、石灰除磷

石灰除磷是投加石灰與磷酸鹽反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀。

由于石灰進(jìn)入水中后，首先與水的堿度反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，然后過(guò)量的鈣離子才能與磷酸鹽反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀，因此所需的石灰量主要取決于待處理廢水的堿度，而不是廢水的磷酸鹽含量。

另外，廢水的鎂硬度也是影響石灰除磷的因素。因?yàn)樵诟遬H值條件下，生成的Mg（OH）2沉淀是膠體沉淀，不但消耗石灰，而且不利于污泥脫水。

pH對(duì)石灰除磷的影響很大，隨著pH升高，羥基磷灰石的溶解度急劇下降，即磷的去除率增加，pH大于9.5后，水中所有磷酸鹽都轉(zhuǎn)為不溶性的沉淀。一般控制pH在9.5~10之間除磷xiaoguozuihao。

不同廢水的石灰量投加應(yīng)該通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。

石灰除磷的具體方法有三種。一是在污水廠初沉池之前投加，而是在污水生物處理之后的二沉池投加，三是在生物處理系統(tǒng)之后投加石灰并配有再碳酸化系統(tǒng)。

2、鋁鹽除磷

鋁鹽除磷的常用藥劑是硫酸鋁和鋁酸鈉。不同的是投加硫酸鋁會(huì)降低廢水的pH，而投加鋁酸鈉會(huì)提高廢水的pH。因此硫酸鋁和鋁酸鈉分別適用于處理堿性和酸性廢水。

鋁鹽的投加比較靈活，可以在初沉池前投加，也可以在曝氣池中投加，或者在曝氣池和二沉池之間投加，還可以將化學(xué)除磷與生物處理系統(tǒng)分開(kāi)，以二沉池出水為原水投加鋁鹽進(jìn)行混凝過(guò)濾、或在濾池前投加鋁鹽進(jìn)行微絮凝過(guò)濾。

在初沉池前投加，可以提高初沉池對(duì)有機(jī)物和SS的去除率，在曝氣池和二沉池之間投加，渠道或者管道的湍流有助于改善藥劑的混合效果，在生物處理系統(tǒng)之后投加，因生物處理對(duì)磷的水解作用可以使除磷效果更好。

由于受廢水堿度和有機(jī)物的影響，除磷的化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，因此鋁鹽的投加量不能按計(jì)算確定，必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定。

3、鐵鹽除磷

三氯化鐵、氯化亞鐵、liusuanyatie、硫酸鐵等都可以用來(lái)除磷，常用的是三氯化鐵。

與鋁鹽相似，大量三氯化鐵要滿(mǎn)足與堿度反應(yīng)生成的Fe（OH）3，以此促進(jìn)膠體磷酸鐵的沉淀分離。磷酸鐵沉淀的pH范圍是4.5~5.0，實(shí)際應(yīng)用中pH值在7左右甚至超過(guò)7，仍有較好的除磷效果。

城市廢水投加大約45~90mg/ L三氯化鐵，可去除磷85%~90%。和鋁鹽一樣，鐵鹽投加點(diǎn)可以在預(yù)處理、二級(jí)處理或三級(jí)處理階段。

但是化學(xué)除磷會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題：

1、化學(xué)除磷最大的問(wèn)題是會(huì)使污水處理污泥量顯著增加。

因?yàn)樵诔讜r(shí)產(chǎn)生的金屬磷酸鹽和金屬氫氧化物以懸浮固體的形式存在于水中，最終變成污泥。在初沉池前投加金屬鹽，初沉池污泥增加60%~100%，整個(gè)污水處理廠污泥量會(huì)增加60%~70%.在二級(jí)處理過(guò)程中投加金屬鹽，剩余污泥量增加35%~45%.

2、化學(xué)除磷會(huì)使污泥濃度降低20%左右，因此污泥體積加大，從而增加了污泥處理與處置的難度。

3、使用化學(xué)除磷時(shí)，出水可溶性固體含量增加。若固液分離不好時(shí)，鐵鹽除磷會(huì)使出水呈微紅色。

二、生物除磷

1、生物除磷的原理

污水生物除磷的原理就是人為創(chuàng)造生物超量除磷過(guò)程，實(shí)現(xiàn)可控的除磷效果。整個(gè)過(guò)程必須通過(guò)創(chuàng)造厭氧環(huán)節(jié)利用厭氧微生物的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)生物除磷過(guò)程。

1）厭氧條件下釋磷

在沒(méi)有溶解氧或硝態(tài)氮存在的條件下，兼性細(xì)菌通過(guò)發(fā)酵作用將可溶性BOD5轉(zhuǎn)化為低分子揮發(fā)性有機(jī)酸VFA。聚磷菌吸收這些發(fā)酵產(chǎn)物或來(lái)自原污水的VFA，并將其運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)，同化成胞內(nèi)碳能源儲(chǔ)存物質(zhì)PHB，所需的能力來(lái)源于聚磷的水解以及細(xì)胞內(nèi)糖的酵解，并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。

2）好氧條件下攝磷

好氧條件下，聚磷菌的活力得到恢復(fù)，并以聚磷的形式存儲(chǔ)超過(guò)生長(zhǎng)所需的磷量，通過(guò)PHB的氧化代謝產(chǎn)生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能鍵的形式捕集存儲(chǔ)，磷酸鹽從水中被去除。

3）富磷污泥的排放

產(chǎn)生的富磷污泥通過(guò)剩余污泥的形式排放，從而將磷去除。從能量角度來(lái)看，聚磷菌在無(wú)氧條件下釋放磷獲取能量以吸收廢水中溶解性有機(jī)物，在好氧狀態(tài)下降解吸收溶解性有機(jī)物獲取能量以吸收磷。

除磷的關(guān)鍵是厭氧區(qū)的設(shè)置，可以說(shuō)厭氧區(qū)是聚磷菌的生物選擇器。聚磷菌能在短暫的厭氧條件下，由于非聚磷菌吸收低分子基質(zhì)并快速同化和儲(chǔ)存這些發(fā)酵產(chǎn)物，即厭氧區(qū)為聚磷菌提供了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

這樣一來(lái)，能吸收大量磷的聚磷菌就能在處理系統(tǒng)中得到選擇性增殖，并可通過(guò)排除高含磷量的剩余污泥達(dá)到除磷的目的。這種選擇性增殖的另一好處是抑制了絲狀菌的增殖，避免了產(chǎn)生沉淀性能較差的污泥的可能，因此厭氧/好氧生物除磷工藝一般不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹。

2、生物除磷的影響因素：

1）溶解氧

首先必須在厭氧區(qū)嚴(yán)控制的厭氧環(huán)境，這直接關(guān)系到聚磷菌的生長(zhǎng)狀況、釋磷能力及利用有機(jī)基質(zhì)合成PHB的能力。其次是必須在好氧區(qū)供給足夠的溶解氧，以滿(mǎn)足聚磷菌對(duì)儲(chǔ)存的PHB進(jìn)行降解，釋放足夠的能量供其過(guò)量攝磷。一般厭氧段的DO要嚴(yán)格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的DO要嚴(yán)格控制在2mg/L以上。

2）厭氧區(qū)硝態(tài)氮

硝態(tài)氮包括硝酸鹽和亞硝酸鹽，硝態(tài)氮的存在也會(huì)消耗有機(jī)基質(zhì)而抑制聚磷菌對(duì)磷的釋放，從而影響好氧條件下聚磷菌對(duì)磷的吸收。另外，硝態(tài)氮的存在會(huì)被部分聚磷菌作為電子受體進(jìn)行反硝化，從未影響其以發(fā)酵產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸、抑制聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。

3）溫度

一般來(lái)說(shuō)，在5~30℃范圍內(nèi)，都可以收到較好的除磷效果。

4）pH值

pH值在6~8范圍內(nèi)，磷的釋放比較穩(wěn)定。

5）BOD負(fù)荷和有機(jī)物性質(zhì)

一般認(rèn)為，進(jìn)水中的BOD5/TP要大于15，才能保證聚磷菌有足夠的基質(zhì)，從而獲得理想的除磷效果。為此，可以采用部分進(jìn)水和跨越初沉池的方法，獲得除磷所需的BOD5量。

6）泥齡

一般以除磷為目的的生物處理系統(tǒng)的泥齡控制在3.5~7d。

2、廢水生物除磷的方法有哪些

廢水生物除磷包括厭氧釋磷和好氧攝磷兩個(gè)過(guò)程，因此廢水生物除磷的工藝流程由厭氧和好氧兩個(gè)部分組成。按照磷的最終去除方式和構(gòu)筑物的組成，除磷工藝流程可分為主流程除磷工藝和側(cè)流程除磷工藝。

主流除磷工藝的厭氧段在處理污水的水流方向上，磷的最終去除通過(guò)剩余污泥排放，典型的方法有厭氧/好氧（A/O）工藝，其他方法有厭氧/缺氧/好氧（A/²O）工藝、Phoredox工藝、UTC工藝、VIP工藝以及SBR工藝、氧化溝工藝等。

側(cè)流工藝的厭氧段不在處理污水的水流方向上，而是在回流污泥的側(cè)流上，具體方法是將部分含磷回流污泥分流到厭氧段釋放磷，再用石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。

3、除磷設(shè)施運(yùn)行管理的注意事項(xiàng)

1）厭氧段是生物除磷最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其容積一般按0.5~2h的水力停留時(shí)間確定，如果進(jìn)水中容易生物降解的有機(jī)物含量較高，應(yīng)當(dāng)設(shè)法減少水力停留時(shí)間，以保證好氧段進(jìn)水的BOD5含量。

2）如果磷的排放標(biāo)準(zhǔn)很高，而所選的除磷工藝不能滿(mǎn)足出水要求，可以增加化學(xué)除磷或者過(guò)濾處理去除水中殘留的低含量磷。

3）生物除磷工藝的機(jī)理是將溶解轉(zhuǎn)移到活性污泥生物細(xì)胞中，通過(guò)剩余污泥的排放從系統(tǒng)中除去。在污泥的處理過(guò)程中，如果出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，剩余污泥中的磷就睡重新釋放出來(lái)。

重力濃縮容易產(chǎn)生厭氧狀態(tài)，有除磷要求的剩余污泥處理不能采用這種方法，而應(yīng)當(dāng)使用氣浮濃縮、機(jī)械濃縮、帶式重力濃縮等不產(chǎn)生厭氧狀態(tài)的濃縮方法。如果只能選擇重力濃縮時(shí)，必須在工藝流程中增設(shè)化學(xué)沉淀設(shè)施去除濃縮上清液中所含的磷。

4）泥齡是影響生物脫氮除磷的主要因素，脫氮要求越高，所需泥齡越長(zhǎng)。而泥齡越長(zhǎng)，對(duì)除磷越不利。尤其是在進(jìn)水BOD5/TP小于20時(shí)，泥齡越短越好。

但如果進(jìn)水BOD5偏低，活性污泥增長(zhǎng)緩慢，就不可能將泥齡控制的太短，此時(shí)必須進(jìn)行化學(xué)除磷。