城市生活污水除磷技術(shù)
隨著新時(shí)代的到來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日益進(jìn)步和人們生活水平的不斷提高,城市生活用水量劇增,污水處理廠所需要處理的生活污水量也在增長(zhǎng)。由于污水量的增長(zhǎng)導(dǎo)致污水處理廠的有機(jī)物含量降低,磷的含量在逐漸地增高,對(duì)城市生活污水除磷研究已經(jīng)成為污水處理的瓶頸。從城市生活污水中磷的來(lái)源來(lái)看,其主要來(lái)自包含排泄物、食物殘?jiān)⑥r(nóng)藥、化肥等的生活污水。若是對(duì)其中的磷處理不當(dāng)?shù)脑挘厝粫?huì)引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化。因此,在現(xiàn)階段對(duì)于城市生活污水的處理過(guò)程中,則需要研究除磷技術(shù),在提升除磷效率的同時(shí),提升生活污水處理的效率與水平。
1、城市生活污水的主要來(lái)源
1.1 日常生活排污
社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化建設(shè)的飛速發(fā)展,改變了人們的生活條件的同時(shí),也帶來(lái)了嚴(yán)重的污染問(wèn)題,其中污水量更是逐漸增加。在城市建設(shè)及發(fā)展的過(guò)程中,每個(gè)單位、每個(gè)家庭則是生活污水的主要排放來(lái)源,其中排泄物與洗滌物占據(jù)了污水的大部分?,F(xiàn)階段很多城市在基礎(chǔ)設(shè)施配套建設(shè)方面存在著不足,尤其是排水管網(wǎng)的建設(shè),在設(shè)計(jì)及管道布置上考慮的不夠周全,甚至很多的城市直接將污水排放管與雨水管進(jìn)行合并,這就會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生污染還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞,人們的日常飲用水就難以保障安全。
1.2 工業(yè)廢水排污
城市生活污水來(lái)源之一就是工業(yè)廢水排污,如:企業(yè)生產(chǎn)廢水、循環(huán)冷卻水、車間沖洗廢水等都是工業(yè)廢水的主要來(lái)源。由于現(xiàn)代化工業(yè)的快速發(fā)展,很多企業(yè)為了更好地占據(jù)市場(chǎng),所選擇的化生產(chǎn)物均含有較高的污染度。這些化工原料所帶來(lái)的污染也是非常嚴(yán)重的,盡管這些企業(yè)帶動(dòng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但同時(shí)也為居民用水帶來(lái)了威脅。
1.3 徑流產(chǎn)生的污水
在雨雪天氣時(shí),所產(chǎn)生的地表徑流也會(huì)隨著建筑物、生活廢料直接深入地下、流入河流,這就會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生污染。這種污染具有明顯的季節(jié)性,一般來(lái)說(shuō)在夏秋雨季時(shí),所產(chǎn)生的污水流入到湖泊、河流,都會(huì)形成水污染。
2、城市生活污水除磷技術(shù)
城市生活污水除磷就是指將污水中的磷酸鹽通過(guò)多種方式轉(zhuǎn)化為固體顆粒,以此來(lái)從污水中將磷排除。從這些固體顆粒來(lái)看,其屬于不可溶解的磷酸鹽沉淀物,或者是活性污泥中的微生物固體,亦或是人工濕地植物組分。從城市生活污水除磷技術(shù)來(lái)看,現(xiàn)階段污水除磷的技術(shù)種類很多,但是除磷效果好、應(yīng)用范圍較廣的主要為生物法和化學(xué)沉淀法。
2.1 生物除磷技術(shù)
一是聚磷菌除磷原理。生物除磷技術(shù)就是利用微生物的超量吸磷現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從生物除磷技術(shù)的應(yīng)用來(lái)看,主要為厭氧放磷、好氧吸磷。從整個(gè)生物除磷過(guò)程來(lái)看,先將污水置于厭氧環(huán)境中,通過(guò)兼性細(xì)菌發(fā)酵作用將溶解性化學(xué)需氧量準(zhǔn)化為具有揮發(fā)性的有機(jī)酸,此時(shí)聚磷細(xì)菌會(huì)將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為聚羥基烷基酸,同時(shí)聚磷菌會(huì)將細(xì)胞中的聚磷酸鹽水解成正磷酸鹽釋放到細(xì)胞以外,聚磷酸以氧氣作為電子受體,并通過(guò)聚-D一羥丁酸代謝產(chǎn)生能量,能夠?qū)⑸钗鬯械牧姿猁}過(guò)量攝取,從而形成新的細(xì)胞物質(zhì),整個(gè)過(guò)程就是好氧吸磷的過(guò)程,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)污水中除磷的目的。
二是反硝化除磷菌除磷原理。近幾年來(lái),人們對(duì)城市生活污水除磷技術(shù)的研究逐漸地加深,發(fā)現(xiàn)了一種具有兼性的厭氧反硝化除磷細(xì)菌,其能夠在厭氧的條件下對(duì)磷進(jìn)行吸收。反硝化除磷菌以硝酸鹽作為電子受體,在反硝化的同時(shí)完成吸磷的作用,反硝化除磷工藝就是運(yùn)用這一原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的,將反硝化與除磷合二為一,同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的目的。從反硝化除磷菌除磷的過(guò)程來(lái)看,其是將反硝化與除磷這兩個(gè)不同的生物過(guò)程利用一個(gè)細(xì)菌在同一過(guò)程中完成。其中聚羥基脂肪酸酯不僅是反硝化除磷菌的碳源,也是能量?jī)?chǔ)存物質(zhì),具有雙重的效果,可以說(shuō)該種除磷原理既可以達(dá)到除磷的目的,還能夠節(jié)省碳源,屬于一種可持續(xù)的生活污水除磷技術(shù)。
2.2 化學(xué)除磷技術(shù)
化學(xué)除磷法是指利用可溶性的鈣鹽、鐵鹽、鋁鹽等與生活污水中的磷酸鹽發(fā)生反應(yīng)后形成不溶性的磷酸鈣、磷酸鐵、磷酸鋁等沉淀物。從化學(xué)除磷技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程來(lái)看主要是通過(guò)化學(xué)沉淀來(lái)實(shí)現(xiàn)的,其包括化學(xué)沉析、絮凝、固液分離三個(gè)過(guò)程?;瘜W(xué)沉析是指向污水中投入無(wú)機(jī)金屬鹽藥劑,其會(huì)與生活污水中的溶解性鹽類反應(yīng)生成不溶性沉淀物質(zhì)。隨著沉析物質(zhì)的增加,較小的非溶解性磷酸鹽會(huì)與氫氧化物聚集成較大的非溶解性固體,使得穩(wěn)定的膠體脫穩(wěn),并在擴(kuò)散的過(guò)程中生成絮凝體,此即絮凝過(guò)程。在絮凝過(guò)程中部分磷酸鹽會(huì)被吸附在膠體狀的氫氧化物表面,并隨著膠體一同沉淀下來(lái),以此來(lái)實(shí)現(xiàn)除磷的效果。最終絮凝體會(huì)在固液分離這個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷的目的。
一是鐵鹽除磷技術(shù)。在化學(xué)除磷技術(shù)中,鐵鹽則是使用較多的一種除磷絮凝劑,這主要是磷酸根對(duì)Fe3+水解行為的影響最為明顯,其可以替代與Fe3+結(jié)合的部分羥基,形成堿式磷酸鐵復(fù)合絡(luò)合物,以此來(lái)改變的Fe3+水解路徑。在絮凝的過(guò)程中,氫氧化鐵凝膠與各種鐵氧化物可以吸附大量的磷酸根,溶液中會(huì)有難容絡(luò)合物生成,并且具有較強(qiáng)的吸附作用,此時(shí)便可以利用絡(luò)合物的吸附作用來(lái)實(shí)現(xiàn)除磷的目的。
二是鎂鹽除磷技術(shù)。在城市生活污水處理的過(guò)程中,在污水中投入鎂鹽藥劑,其能夠與污水中的磷酸根、氨氮等生成磷酸銨鎂沉淀,經(jīng)過(guò)成核階段與生長(zhǎng)階段實(shí)現(xiàn)除磷的目的。
三是石灰除磷技術(shù)。在城市生活污水處理的過(guò)程中,石灰法除磷則是一種經(jīng)濟(jì)性高、操作簡(jiǎn)單、比較常用的除磷技術(shù)。在應(yīng)用該技術(shù)除磷時(shí),碳酸鹽與磷酸根會(huì)與鈣離子產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)作用,碳酸鹽會(huì)阻止羥基磷酸鈣的形成,在pH>8時(shí),器就會(huì)嚴(yán)重影響磷酸鹽的沉淀速度,可以說(shuō)pH值是磷酸根沉淀過(guò)程中的重要影響因素。但是在pH=9~11時(shí),碳酸根就會(huì)有可能與磷酸根產(chǎn)生協(xié)同沉淀的作用,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)溶液中磷酸根濃度的降低。
2.3 城市生活污水除磷技術(shù)的研究進(jìn)展
2.3.1 節(jié)能問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)
在現(xiàn)階段城市生活污水處理的過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)污水處理的節(jié)能問(wèn)題則是需要引起人們重視的一個(gè)問(wèn)題。當(dāng)下城市生活污水處理的方法主要是采用污泥厭氧來(lái)處理污水中的大部分能源,然而現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)厭氧生產(chǎn)的廠家比較少,這就難以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗的目的,同時(shí)污水處理的成本也比較高。從城市生活污水處理技術(shù)來(lái)看,主要是以曝氣工藝為主,這不僅會(huì)降低水資源的處理效率與效果,還會(huì)影響污水處理的效果,所以必須引進(jìn)全新的污水處理技術(shù)。
2.3.2 污水處理可持續(xù)發(fā)展
從現(xiàn)階段我國(guó)污水處理的目標(biāo)來(lái)看,已經(jīng)不滿足于將污水中的懸浮物除去。并對(duì)此提出了更高的要求,需要對(duì)城市生活污水進(jìn)行脫氮除磷處理。但是,由于除磷與碳源存在著一定的矛盾,尤其是硝酸鹽的存在會(huì)對(duì)生物除磷技術(shù)產(chǎn)生一定的影響。若想同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的目的,則難以獲得最佳的效果。污水脫碳僅能夠通過(guò)生物方法去除,而除磷工藝卻有很多種,既可以選擇生物法也可以選擇化學(xué)法,也可以選擇人工濕地技術(shù)。從生物除磷工藝來(lái)看其不僅操作簡(jiǎn)單還具有較高的經(jīng)濟(jì)性,并且其所產(chǎn)生的污泥不會(huì)產(chǎn)生二次污染,但是使用生物除磷工藝并不能有效地實(shí)現(xiàn)排放目標(biāo);從人工濕地技術(shù)來(lái)看,其具有投資少、效率高、運(yùn)維便捷等優(yōu)勢(shì),但是在實(shí)際應(yīng)用中尚存在一定的局限性,所以現(xiàn)階段需要加大對(duì)其的研究,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)污水處理的可持續(xù)發(fā)展。
3、結(jié)語(yǔ)
從城市生活污水除磷技術(shù)的研究現(xiàn)狀來(lái)看,現(xiàn)階段已經(jīng)研發(fā)出多種污水除磷技術(shù),并在不斷的應(yīng)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)改進(jìn),這為城市生活污水的除磷提供了新的方向。因此,在城市生活污水除磷的過(guò)程中,首先要建立起完備的污水處理系統(tǒng),加大資金投入力度引進(jìn)先進(jìn)的除磷技術(shù),將生活污水治理提升到新的高度,為城市水資源提供良性的水循環(huán)系統(tǒng),推動(dòng)城市建設(shè)的科學(xué)化、低碳化、健康化。(來(lái)源:浙江桃花源環(huán)??萍加邢薰荆?/span>