污水除磷原理及案例分析

目前，水体富营养化日趋严重，主要是因为氮磷进入水体造成藻类和其他微生物异常增殖。从藻类对氮、磷的需求关系来看，磷的需求往往更为重要，生长增殖受磷的限制更为明显。当前，**对污水排放标准中磷的含量的要求越来越严格。化学除磷和生物除磷是去除污水中磷的两种主要方法，今天我们就来聊一聊这两种工艺。

1.  化学除磷工艺原理

化学除磷的基本原理是通过投加化学试剂形成不溶性的磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中除去。固液分离可单独进行，也可以与初沉污泥和二沉污泥的排放相结合。

可用于化学除磷的金属盐有多种：铝盐（巯酸铝、铝酸钠）、钙盐和铁盐（三氯化铁、 硫酸铁、硫酸亚铁和氧化亚铁）。化学法除磷，也可称混凝沉淀除磷技术，污水中的磷酸盐能和以h物质生成不溶性的沉淀物而被去除。

化学法的特点是磷的去除率髙，处理结果稳定，污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷而造成二次污染，但污泥产量大。

2. 生物法除磷工艺原理

生物法除磷的原理是某些细菌交替地处于厌氧与好氧条件下，在厌氧条件下，细菌吸收低分子的有机物并以聚β-羟基丁酸（PHB）等形式在体内储存起来，同时将细胞原生质中聚合磷酸盐以正磷酸盐的方式释放出来，此时污水中磷的含量升高，BOD的含量降低。然后在好氧条件下，细菌将吸收的有机物（PHB）氧化分解，并提供能源，同时从污水中吸收大量的磷，以聚磷酸盐的形式储存起来，其吸收的量大于其释放的量，这时污水中的磷含量**降低，通过把剩余污泥排出系统，同时将细菌摄入的磷排走，从而达到除磷的目的。其大致工艺流程见图。

3.  弗斯特利普除磷工艺

弗斯特利普（Phostrip)除磷工艺，又名侧流工艺，由Levin于1965年首先提出，是一种将生物除磷与化学除磷方法相结合的工艺。该工艺采用石灰为化学除磷的沉淀剂，剩余污泥中含有大量的Ca3(P04)2。

侧流除磷工艺的厌氧段不在处理污水的水流方向上，而是在回流污泥的侧流上，具体方法是将部分含磷回流污泥分流到厌氧段释放磷，再用石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。

与其他除磷工艺相比，Phostrip除磷工艺的最大优势是操作灵活、适应性强、能够保证出水很低的总磷浓度。例如，当原污水的VFA/TP比值较低时，由于有效厌氧释磷量和剩余泥产生量均不足，好氧除磷效率不高，这时候可以增大药剂的投加量，以保证出水达标排放，而当生物除磷率很高时，又可以及时地减少投药量，避免不必要的浪费。

该工艺的特点：

(1)其石灰用量一般介于21~31.8 [mgCa(OH>2/m3污水]，是比较低的。

(2)剩余污泥中含磷量约为2.1%~7.1％，是比较低的，可以充作肥料。

(3)本工艺的SVI值低于100，污泥易于沉淀、浓缩和脱水、肥分高，丝状菌难于增殖，污泥不膨胀。

但是，该工艺也有—些劣势：

(1)Phostrip工艺的流程复杂，石灰储存和预备系统的问题也较多，维护、运行和管理的要求也较高，因而基建投资和运行费用均比较髙。

(2)沉淀池的底部可能形成缺氧环境而产生磷释放的现象，应当及时排放和回流含揉污泥。

4.  应用实例

德国达姆斯塔特（Darmstadt）污水处理厂始建于1957年，到1988年经过多次的改扩建，根据当时德国的出水要求，出水水质能满足德国的排放标准。

达姆斯塔特污水处理厂原有常规生物活性污泥处理工艺已不能满足新的除磷脱氮要求，所以该市于1988年将其卖给该州一公司（SuedhessischeCasund Wasser AG)进行经营。该公司于1989年对处理方案进行了研究设计。方案定为：将原来的曝气池改扩建为硝化和同步反硝化脱N池，后续增加了PhosStrip工艺进行生物除磷，设计和建设周期为1992-1996。扩建后的污水处理厂处理效果见表1。

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