污水處理化學(xué)除磷技術(shù)

污水處理化學(xué)除磷技術(shù)

當(dāng)前，水生態(tài)系統(tǒng)污染逐步惡化，為此，各地區(qū)逐步加大對(duì)污水處理工作的重視與投入力度。其中，除磷技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛。然而，化學(xué)除磷環(huán)節(jié)存在各類亟待解決的問題，這使得整體處理效果難以達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。為此，切實(shí)優(yōu)化除磷方式具有實(shí)際意義。

　　1、水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害及城市污水處理的基本要求

　　1.1 水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害

　　現(xiàn)階段，我國(guó)水生態(tài)環(huán)境中的磷元素主要來自于農(nóng)業(yè)種植、工業(yè)廢水與生活污水三方面。從專業(yè)角度來說，水體富營(yíng)養(yǎng)化問題所帶來的負(fù)面影響較為嚴(yán)重，且生態(tài)修復(fù)難度系數(shù)較高。水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害主要體現(xiàn)在如下幾方面：

　?、偎w富營(yíng)養(yǎng)化為水藻類植物提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)元素，這使得水藻在短時(shí)間內(nèi)快速生長(zhǎng)，并逐步覆蓋整個(gè)水體環(huán)境，而這些水藻植物的非常規(guī)生長(zhǎng)使水體含氧量急劇下降，導(dǎo)致各類水生生物因缺氧而死亡，同時(shí)，水體的自凈化能力下降，造成嚴(yán)重的生態(tài)污染;

　?、谒w污染處理難度較大，需要投入大量的機(jī)械設(shè)備與人力資源，這就增大了處理成本;

　?、劢档退w透明度，散發(fā)濃烈的腥臭味，影響空氣質(zhì)量;

　?、芩w底部堆積的有機(jī)物質(zhì)在微生物作用下分解產(chǎn)生有害氣體，抑制水生生物繁殖。

　　1.2 城市污水處理的基本要求

　　城市污水處理系統(tǒng)的核心理念是依靠微生物分解作用，降解水體環(huán)境中的污染物，凈化水質(zhì)。然而，在生物處理過程中，由于脫氮與除磷工藝相互制約，使得生物凈化法的綜合處理效果不夠理想。為此，絕大多數(shù)城市污水處理廠優(yōu)先采用化學(xué)除磷法。

　　2005年之前，各地區(qū)污水處理廠建設(shè)多參照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，并將出水水質(zhì)含磷量控制在1.5mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。隨著各基層政府逐步加大對(duì)城鎮(zhèn)污水處理工作的重視，相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善，并將出水水質(zhì)總磷量指標(biāo)調(diào)整為1mg/L。

　　2、污水除磷技術(shù)的基本概念

　　按照凈化處理方式差異，污水除磷技術(shù)主要包括生物處理法、物化處理法與人工濕地技術(shù)三大類。其中，物化處理法又包括化學(xué)絮凝沉淀法、物理吸附法、干燥結(jié)晶法與離子交換法等。生物處理法主要依靠生物膜過濾與活性炭吸附。而人工濕地除磷處理技術(shù)是生物法與生態(tài)法的有機(jī)整合。

　　化學(xué)除磷法的核心原理是通過投放一定比例的化學(xué)藥劑，形成不溶性磷酸鹽沉淀物，依靠固液分離技術(shù)祛除污水中的磷元素。現(xiàn)階段，城市污水化學(xué)除磷法的研究重心集中在選擇化學(xué)藥劑方面。相比之下，化學(xué)沉淀法的實(shí)用性較強(qiáng)，其特異性優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾方面：操作工序簡(jiǎn)便、除磷效果突出、綜合處理效率高、且二次污染小等。

　　即使進(jìn)水濃度波動(dòng)性較大，化學(xué)沉淀法也可以保證除磷效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。但該技術(shù)也存在一定的缺陷：化學(xué)藥劑需求量與化學(xué)污泥產(chǎn)生量較大，需要投入大量的資金?；谖覈?guó)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平嚴(yán)重失衡，整體發(fā)展較為落后的地區(qū)，無法提供充足的資金進(jìn)行污水治理，而如何最大限度的壓縮污水處理成本，搞好生態(tài)文明建設(shè)工作成本各基層政府致力探究的新課題。

　　3、污水處理化學(xué)除磷過程中存在的各類問題

　　縱觀市政污水處理化學(xué)除磷工作開展現(xiàn)狀可知，其中仍存在諸多亟待解決的問題，如前置沉淀化學(xué)除磷效果不達(dá)標(biāo)、同步沉淀除磷效率低下、后置沉淀除磷經(jīng)濟(jì)損耗高等，這些問題造成大量的資金浪費(fèi)與資源損耗，且水生態(tài)系統(tǒng)失衡。

　　3.1 前置沉淀化學(xué)除磷過程存在的問題

　　隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，城市污水中的磷元素含量逐步提升。例如，污水中的多磷酸鹽類物質(zhì)，由于無法自然降解，使得化學(xué)除磷效果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，水體環(huán)境有機(jī)負(fù)荷能力的下降，也在一定程度上制約了化學(xué)除磷的反硝化功能。與同步沉淀化學(xué)除磷過程相比，前置沉淀法的化學(xué)藥劑需求量與污泥產(chǎn)生量較大，并且在后續(xù)處理過程中，需要將除磷指標(biāo)控制在1-2mg/ml的水平，而這也對(duì)污水處理廠的專業(yè)技術(shù)儲(chǔ)備提出了更高的要求。

　　3.2 同步沉淀化學(xué)除磷過程存在的問題如下所述

　　相比前置沉淀法來說，同步沉淀化學(xué)除磷技術(shù)在諸多方面體現(xiàn)出特異性優(yōu)勢(shì)，但也存在一定的缺陷。首要問題是無機(jī)污泥含量檢測(cè)工作。由于化學(xué)沉淀的檢測(cè)結(jié)果需要借助排泥實(shí)現(xiàn)，而化學(xué)藥劑投放量增加會(huì)干擾檢測(cè)結(jié)果，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性。此外，金屬沉淀劑的使用會(huì)在一定程度上抑制硝化反應(yīng)，過量使用會(huì)導(dǎo)致酸性增強(qiáng)，酸堿度失衡，降低硝化反應(yīng)速率。

　　3.3后置沉淀化學(xué)除磷過程存在的問題

　　后置沉淀化學(xué)除磷是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此其經(jīng)濟(jì)成本也相對(duì)較高，同時(shí)，金屬沉淀劑的過量使用，會(huì)增加污水中的鐵或鋁含量，導(dǎo)致其超過預(yù)期指標(biāo)，影響污水處理工作。另外，在后續(xù)過濾過程中，由于過濾負(fù)荷強(qiáng)度增加，在很大程度上降低了磷處理效率。由此可見，后置沉淀應(yīng)當(dāng)整合應(yīng)用前置沉淀與同步沉淀法，盡可能的提升磷處理效率。

　　4、優(yōu)化污水處理化學(xué)除磷過程的具體策略

　　4.1 優(yōu)化化學(xué)除磷過程的控制系統(tǒng)，加大維護(hù)力度工作人員應(yīng)當(dāng)優(yōu)化市政污水處理廠自有系統(tǒng)，加大控制投入力度?；瘜W(xué)除磷沉淀法的用藥量直接決定了最終除磷效果。因此，應(yīng)當(dāng)切實(shí)優(yōu)化除磷控制系統(tǒng)，提升除磷工作效率。例如，以曝氣池末端的加藥作為控制樞紐，以反硝化過濾池的藥物控制作為輔助，通過整合應(yīng)用高科技技術(shù)，將曝氣池末端處的加藥量控制系統(tǒng)設(shè)定為可根據(jù)加藥前的污水含磷濃度、污水進(jìn)水量及出水量等基本參數(shù)，控制加藥泵的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，并且quan方位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)污水中的含磷量。然后，通過比較出水設(shè)定數(shù)值，判斷是否需要在后置沉淀過程中啟動(dòng)加藥裝置，以防加藥量不合理影響整體處理效果。

　　在優(yōu)化控制系統(tǒng)后，控制總磷含量，并將總磷濃度控制在合理范圍內(nèi)。在條件允許的情況下，使用高科技技術(shù)維持總磷濃度的穩(wěn)定狀態(tài)。再者，隨著現(xiàn)代科技水平的提高與領(lǐng)域拓展，可以進(jìn)一步優(yōu)化除磷系統(tǒng)，并依靠控制系統(tǒng)定期匯總分析除磷情況。

　　另外，依托專業(yè)科技技術(shù)quan方位動(dòng)態(tài)檢測(cè)整個(gè)除磷過程，采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行通信，最大限度的提升除磷效率。且設(shè)定除磷的系統(tǒng)模型，嚴(yán)格把控參數(shù)調(diào)整，并定期組織專業(yè)技術(shù)人才參與技能培訓(xùn)，積極開展機(jī)械設(shè)備維護(hù)工作，利用相應(yīng)程度計(jì)算除磷數(shù)據(jù)信息，記錄污水除磷的情況變化，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)除磷情況的*化預(yù)測(cè)。

　　4.2 優(yōu)化化學(xué)除磷技術(shù)，嚴(yán)格控制藥點(diǎn)選擇

　　優(yōu)化化學(xué)除磷技術(shù)是完善化學(xué)除磷控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。通常來說，化學(xué)除磷法是生物除磷法的基礎(chǔ)保障。因此，在化學(xué)除磷過程中，要進(jìn)一步強(qiáng)化專業(yè)技術(shù)，并加大對(duì)藥點(diǎn)選擇的重視。結(jié)合上文內(nèi)容可知，在應(yīng)用前置沉淀技術(shù)的過程中，不僅無法保證磷元素的全部水解，還會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，增加藥劑消耗量與污泥產(chǎn)生量，影響除磷處理效果，并對(duì)后續(xù)生物除磷作業(yè)造成一定的阻礙。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)在前置沉淀的初沉淀池中，不采用藥物除磷法，進(jìn)而減少污泥量，避免對(duì)后續(xù)生物除磷造成不利影響。

　　同步沉淀除磷主要包括厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)和二沉池幾部分，應(yīng)當(dāng)將藥點(diǎn)設(shè)置在好氧區(qū)的出水口處，在經(jīng)過多次過濾處理后，在好氧區(qū)出水處通過管道進(jìn)入二淀池的過程中進(jìn)行藥劑的反應(yīng)，當(dāng)污水進(jìn)行二淀池的過程中直接進(jìn)行沉淀和分離，而且在好氧區(qū)中本身就有能夠吸收磷的微生物。因此，在污水進(jìn)入二沉淀池時(shí)，水體中的含磷濃度相對(duì)較低，再經(jīng)過管道中藥劑的中和反應(yīng)，可進(jìn)一步減小污泥量，促進(jìn)生物除磷工藝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　此外，在優(yōu)化除磷技術(shù)后，一旦污水中的磷濃度超過限定濃度，在投入藥劑的過程中，可最大限度的保證除磷效果，進(jìn)一步降低藥劑損耗量同時(shí)，減小污泥積存量。如果污水處理廠的專業(yè)技術(shù)過硬，且基礎(chǔ)配套設(shè)備齊全，也可以在二沉淀池的出水處投放藥劑，但需要確保技術(shù)的合理性與設(shè)備的高效性，以沉淀的方式去除污泥。但是，應(yīng)當(dāng)格外注意的是，此類方法多用于污水深度處理的過程中，且對(duì)生物除磷的技術(shù)影響較小。