含磷废水处理与资源化技术研究.docx

含磷废水处理与资源化技术应用现状（上海轻工业研究所有限公司 研发中心 杨林）摘要：本文介绍了含磷废水处理与资源化的技术应用现状，重点介绍了MAP在对磷酸化实现资源化的技术应用。关键词：含磷废水 处理 资源化 应用含磷废水主要来源于农业施肥、水土流失、工业废水排放、养殖废渣液和含磷洗涤剂等。含磷废水的排放会导致水体富营养化，研究表明，水体中磷的质量浓度超过20mg/L，就会加速水体富营养化．造成藻类大量繁殖．影响鱼类等水体生物的生存。许多藻类还会产生毒素．并通过食物链影响到人类健康。因此。研究废水中磷的去除技术，控制磷的排放，保护水体不受富营养化的影响是一个亟待解决的问题。1含磷废水处理现状对于含磷废水的处理，目前主要分为生物除磷和化学除磷两种方法。生物除磷现状生物除磷是利用活性污泥中的微生物（聚磷细菌）释放磷和吸收磷来除磷的，其机理可具体描述如下：①聚磷菌的厌氧释磷作用。在厌氧区，在没有溶解氧和硝态氧存在的条件下，兼性菌将污水中溶解性有机物转化为低分子发酵产物——挥发性脂肪（VFAs），聚磷菌在厌氧条件下其生长受到抑制，因而为了其生长便依靠其细胞中聚磷酸盐的水解以及细胞内糖的酵解获得能量，同时吸收污水中的挥发性脂肪酸，并将其运送至细胞内，同化成胞内碳能源存贮物——聚-β-羟基-链烷酸盐（PHA），并释放磷酸盐。厌氧区是聚磷微生物的“生物选择器”，聚磷菌能够在这种短暂的厌氧条件下优先于非聚磷菌吸收的分子基质并快速同化和贮存这些发酵产物，厌氧区为聚磷菌提供了竞争的优势环境，促进了聚磷菌在处理系统中的选择性增殖。②聚磷菌的好氧聚磷作用。当污水及污泥刚进入好氧段时，聚磷菌的活力将得到充分的恢复，由于其体内贮存有大量的PHA 而聚磷酸盐含量较低，污水中无机磷酸盐含量则很丰富，聚磷菌在好氧段中以氧作为电子受体，利用胞内PHA 作为碳源及能源进行正常的好氧代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕积存贮，从而实现了磷的大量吸收，磷酸盐从液相中去除。这种对磷的积累作用大大超过微生物正常生长所需的磷量，可达细胞重量的6%~8%，有报道甚至可达10%。在溶解磷被超量吸收的同时，聚磷菌内贮存的基质被完全氧化分解，合成新的聚磷细胞，导致聚磷菌数量的增加，通过排除高含磷量的剩余污泥达到生物除磷的目的。对于废水生物除磷工艺中的聚磷菌，早期的研究认为主要是不动杆菌，这种细菌的优先碳源为低分子有机物，其含磷量最高，可占干重的5%~13%，而目前有的研究则认为，不动杆菌只是少数贮磷菌之一，在复杂的活性污泥微生物区系中，不动杆菌不是生物除磷系统中唯一能超量吸收磷的细菌，其个体数量仅占细菌总量的1%~10%；气单胞菌属、假单胞菌属、放线菌属和诺卡氏菌属也能贮存聚磷，其中气单胞菌和假单胞菌可占细菌总量的16%~20%，革兰氏阳性菌多达20%~60%。Cloete和Steyn对南非Cape Town 北区的污水处理厂的活性污泥进行除磷能力测试，发现不动杆菌在数量上虽然占优势，但是与它的实际除磷能力并无直接联系，不动杆菌仅仅去除6%~16%的磷。Brodisch在试验中发现：只有在气单胞菌得到繁殖的情况下，除磷作用才变得明显。在聚磷菌中还有一部分聚磷菌基于体内PHB 和糖原质上的生物代谢作用，在无游离氧的条件可以利用硝酸盐中的氧作为电子受体进行氧化，产生能量大量吸磷，故将其称为反硝化聚磷菌在好氧条件下，聚磷菌通过生物除磷的有效性受到COD/P以及水中硝酸盐的影响。COD/P 的比值要求大于30，除磷系统才能有效工作，磷的去除率随COD/P比值的上升而上升。根据生物除磷理论，生物除磷的本质是通过聚磷菌在好氧条件下过量摄取废水中的磷并积聚在细胞中，然后作为剩余污泥排出。W.J.Ng利A/A-SBR 试验装置进行了反硝化吸磷试验研究，反应装置分别以每周期6或8小时，持续运行了18个月，反硝化除磷的效率维持在40%~100%；Merzouki认为在A2-SBR反应器中优化缺氧除磷取决于两个参数，外加的硝酸盐量和泥龄SRT，当SRT为15日，外加NO3-N达到120mg/L时，可以将反应器中的磷完全去除。通常认为生物除磷系统运行费用低、管理方便，但处理效果不稳定，很难实现长时间稳定达标排放，尤其是进水磷酸盐浓度较高时这种情况更加显著。如何提高生物除磷系统的除磷效果和除磷稳定性一直是城市污水生物除磷技术研究的热点和难点，如何妥善处置富磷剩余污泥更是生物除磷方法亟待解决的问题。根据生物除磷的机理，当废水含有较高浓度的磷时，采用生物除磷是不合适的，而经常采用化学沉淀除磷工艺。1.2 化学除磷现状化学法除磷的基本原理是通过向废水中投加化学药剂，使水中磷酸根离子生成难溶性盐，形成絮凝体后与水分离，从而去除废水中的磷。化学沉淀是欧洲较早应用的除磷方法，1762年发现的