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摘要：目前，污水处理厂越来越重视对磷素的去除。本文介绍了几种常见的除磷工艺，并重点分析了EPRC除磷技术对污水除磷效果的影响。
关键词：除磷工艺、EPRC除磷、A2/O工艺
中图分类号： U664.9 文献标识码： A
引言
随着我国经济的发展，工业化的迅速发展，所排放的污水与城镇生活污水一起流入自然水域，使水体中的污染物质急剧增加，氮、磷等元素不断富集。因此，如何高效去除污水中的磷，减轻水体富营养化程度，是目前急需解决的重要问题。
一、化学除磷
主要的化学除磷法是混凝沉淀法，混凝沉淀法中又包含了用金属盐混凝沉淀和用石灰混凝沉淀两种方法。
1.1金属盐混凝沉淀法
金属盐混凝沉淀主要有铝盐沉淀和铁盐沉淀两种除磷方法。铝盐除磷的主要原理是利用铝离子与正磷酸离子化合，形成难溶的磷酸铝，通过沉淀加以去除，其离子反应式为：
Al3+ + PO43- → Al PO4
当采用硫酸铝作为混凝剂时，其反应式为：
Al2(SO4)3 + PO43- → 2Al PO4 + 3SO42-
除硫酸铝外，常用于作为除磷混凝剂的还有聚合氯化铝(PAC)和铝酸钠(NaAlO2)。
1.2石灰混凝沉淀法
石灰混凝除磷主要是利用石灰投入水中后产生了氢氧根离子，同时污水中的磷与石灰中的钙产生反应，形成了诸如羟基磷灰石[Ca5(OH)(PO4)3]等产物。其反应式为：
5 Ca2+ + 4OH- + 3H PO4- →Ca5(OH)(PO4)3 +3H2O
随着pH的升高，污水中Ca5(OH)(PO4)3的溶解度降低，为使磷的去除率在90％以上，通常需将pH调至10.5～11.5以上。
二、生物除磷
生物除磷法的主要过程有两个：一是聚磷菌对磷的过量摄取过程，二是聚磷菌的放磷过程。在好氧条件下，聚磷菌营有氧呼吸，在酶的催化下，将环境中的H3PO4摄入体内，部分用于合成ATP，另一部分则用于合成聚磷酸盐。该过程即过量摄磷过程；在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，释放出H3PO4，即放磷过程。生物除磷法正是通过控制聚磷和放磷过程来对整个工艺进行控制。
三、介绍几种常见工艺用来污水处理厂除磷
3.1A/O工艺
A/O工艺，即厌氧-好氧工艺。20世纪80年代初开创A/O工艺，最初是用于脱氮，结果发现在适当的条件下也有相当的除磷效果。这是目前最为简单的一种生物除磷方法，原水与回流污泥在厌氧池中混合，该工艺要求没有硝化反应。一般地，在厌氧区和好氧区水力停留时间分别为0.5～1h和1～2.5h时，便可取得较好的磷和COD去除效果。
3.2A2/O工艺
A2/O工艺，即厌氧—缺氧—好氧工艺。20世纪70年代，美国的专家在A/O工艺的基础上开发出来的，其核心是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。该工艺是在A/O工艺的基础上增加了一个缺氧区。
该工艺主要有以下特点：
1)总停留时间少于其他同类工艺；2)丝状菌不能大量增殖，SVI一般均小于100；3)运行中无需投药，运行费用低；4)污泥含磷浓度高，可做肥料；5)当进水总磷大约在10mg/L时，除磷效果一般为85％～90％，且难于再行提高；6)脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2倍原污水流量为限。7)进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止產生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器造成干扰。
3.3SBR工艺
SBR工艺是一个间歇式活性污泥系统，是在20世纪70年代由美国开发的，SBR工艺对自动化要求很高。随着自控技术和计算机技术的发展，控制问题已经得到很好的解决，SBR工艺也因此得到了迅猛发展。
该工艺有如下优点：
1)运行管理简单；2)耐冲击负荷；3)占地少；4)可抑制丝状菌的膨胀；5)脱氮除磷效果好．
3.4Phostrip工艺
Phostrip工艺是在20世纪70年代开创的，实质上是生物除磷与化学除磷相结合的一种工艺，有着很高的除磷率。
该工艺有着以下特点：
1)处理水中含磷量一般都低于1mg/L；2)污泥含磷率高，约在2.1%～7.1%；3)SVI<100，污泥不易膨胀；4)工艺流程复杂，运行费用较高；5)沉淀池的底部可能形成缺氧状态，而产生释放磷的现象，应当及时排泥和回流。
四、EPRC除磷技术应用于活性污泥曝气池
4.1试验装置
本试验所用原水来自天津某污水厂A2/O工艺的缺氧池，水质条件如表1．可以看出总磷浓度就是该厂污水的主要特性，除磷也成了最后能否达标的关键。
试验装置为有机玻璃加工制成，分为预沉区、曝气区、沉淀区三部分，之间通过虹吸管连接控制液面。预沉区、沉淀区各设排泥口一个。曝气区有效容积为20L，下部通过曝气头曝气，停留时间6h。试验前，将EPRC除磷材料用尼龙纱网袋装，从上方垂直吊入曝气区。
表1实验用水水质
4.2 EPRC除磷技术对除磷效果的影响
反应器投加不等量EPRC除磷材料后TP的去除情况。120小时之前为未投加材料反应器进、出水TP情况，120～200小时之间为反应器运行阶段，此时投加了26g材料，200小时后改为投加310g材料后TP的去除情况。
表2反应器TP去除效果
从表2中可以看出，在投加材料26g后，TP平均去除率有了8 %的提高，在投加材料310g
后，TP平均去除率提高了17％。以26g材料计算，每克材料平均能够去除TP为0.43mg/L；以310g材料计算，每克平均能够去除TP为0．045mg/L。可见材料投加量与TP去除率并不成线性关系。通过比较，26g材料效率更高，这与进水TP浓度、材料本身状况都有关。这是因为，进水TP浓度越高，吸附的推动力越大，TP的去除效果也越好。同时，材料为表层吸附，质量的线性增加不会使的表层孔隙率也线性增加。因此提高TP的去除率最直接的办法是增大材料表层的孔隙率。
4.3实验小结
①对于投加EPRC的反应器而言，TP的去除率与投加量并不成线性关系
②进水TP越高，吸附推动力越大，除磷效果越好。
③表层孔隙率不随投加量的增加线性增长。
参考文献：
【1】吴海林，杨开等．废水除磷技术的研究与发展．环境污染治理技术与设备【J】．20034I)：53-57
【2】张美兰，何圣兵等．天然沸石和硅酸钙滤床的脱氨除磷效能．水处理技术【J】．2007,33(1 1)：7l-74
关键词：除磷工艺、EPRC除磷、A2/O工艺
中图分类号： U664.9 文献标识码： A
引言
随着我国经济的发展，工业化的迅速发展，所排放的污水与城镇生活污水一起流入自然水域，使水体中的污染物质急剧增加，氮、磷等元素不断富集。因此，如何高效去除污水中的磷，减轻水体富营养化程度，是目前急需解决的重要问题。
一、化学除磷
主要的化学除磷法是混凝沉淀法，混凝沉淀法中又包含了用金属盐混凝沉淀和用石灰混凝沉淀两种方法。
1.1金属盐混凝沉淀法
金属盐混凝沉淀主要有铝盐沉淀和铁盐沉淀两种除磷方法。铝盐除磷的主要原理是利用铝离子与正磷酸离子化合，形成难溶的磷酸铝，通过沉淀加以去除，其离子反应式为：
Al3+ + PO43- → Al PO4
当采用硫酸铝作为混凝剂时，其反应式为：
Al2(SO4)3 + PO43- → 2Al PO4 + 3SO42-
除硫酸铝外，常用于作为除磷混凝剂的还有聚合氯化铝(PAC)和铝酸钠(NaAlO2)。
1.2石灰混凝沉淀法
石灰混凝除磷主要是利用石灰投入水中后产生了氢氧根离子，同时污水中的磷与石灰中的钙产生反应，形成了诸如羟基磷灰石[Ca5(OH)(PO4)3]等产物。其反应式为：
5 Ca2+ + 4OH- + 3H PO4- →Ca5(OH)(PO4)3 +3H2O
随着pH的升高，污水中Ca5(OH)(PO4)3的溶解度降低，为使磷的去除率在90％以上，通常需将pH调至10.5～11.5以上。
二、生物除磷
生物除磷法的主要过程有两个：一是聚磷菌对磷的过量摄取过程，二是聚磷菌的放磷过程。在好氧条件下，聚磷菌营有氧呼吸，在酶的催化下，将环境中的H3PO4摄入体内，部分用于合成ATP，另一部分则用于合成聚磷酸盐。该过程即过量摄磷过程；在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，释放出H3PO4，即放磷过程。生物除磷法正是通过控制聚磷和放磷过程来对整个工艺进行控制。
三、介绍几种常见工艺用来污水处理厂除磷
3.1A/O工艺
A/O工艺，即厌氧-好氧工艺。20世纪80年代初开创A/O工艺，最初是用于脱氮，结果发现在适当的条件下也有相当的除磷效果。这是目前最为简单的一种生物除磷方法，原水与回流污泥在厌氧池中混合，该工艺要求没有硝化反应。一般地，在厌氧区和好氧区水力停留时间分别为0.5～1h和1～2.5h时，便可取得较好的磷和COD去除效果。
3.2A2/O工艺
A2/O工艺，即厌氧—缺氧—好氧工艺。20世纪70年代，美国的专家在A/O工艺的基础上开发出来的，其核心是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。该工艺是在A/O工艺的基础上增加了一个缺氧区。
该工艺主要有以下特点：
1)总停留时间少于其他同类工艺；2)丝状菌不能大量增殖，SVI一般均小于100；3)运行中无需投药，运行费用低；4)污泥含磷浓度高，可做肥料；5)当进水总磷大约在10mg/L时，除磷效果一般为85％～90％，且难于再行提高；6)脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2倍原污水流量为限。7)进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止產生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器造成干扰。
3.3SBR工艺
SBR工艺是一个间歇式活性污泥系统，是在20世纪70年代由美国开发的，SBR工艺对自动化要求很高。随着自控技术和计算机技术的发展，控制问题已经得到很好的解决，SBR工艺也因此得到了迅猛发展。
该工艺有如下优点：
1)运行管理简单；2)耐冲击负荷；3)占地少；4)可抑制丝状菌的膨胀；5)脱氮除磷效果好．
3.4Phostrip工艺
Phostrip工艺是在20世纪70年代开创的，实质上是生物除磷与化学除磷相结合的一种工艺，有着很高的除磷率。
该工艺有着以下特点：
1)处理水中含磷量一般都低于1mg/L；2)污泥含磷率高，约在2.1%～7.1%；3)SVI<100，污泥不易膨胀；4)工艺流程复杂，运行费用较高；5)沉淀池的底部可能形成缺氧状态，而产生释放磷的现象，应当及时排泥和回流。
四、EPRC除磷技术应用于活性污泥曝气池
4.1试验装置
本试验所用原水来自天津某污水厂A2/O工艺的缺氧池，水质条件如表1．可以看出总磷浓度就是该厂污水的主要特性，除磷也成了最后能否达标的关键。
试验装置为有机玻璃加工制成，分为预沉区、曝气区、沉淀区三部分，之间通过虹吸管连接控制液面。预沉区、沉淀区各设排泥口一个。曝气区有效容积为20L，下部通过曝气头曝气，停留时间6h。试验前，将EPRC除磷材料用尼龙纱网袋装，从上方垂直吊入曝气区。
表1实验用水水质
4.2 EPRC除磷技术对除磷效果的影响
反应器投加不等量EPRC除磷材料后TP的去除情况。120小时之前为未投加材料反应器进、出水TP情况，120～200小时之间为反应器运行阶段，此时投加了26g材料，200小时后改为投加310g材料后TP的去除情况。
表2反应器TP去除效果
从表2中可以看出，在投加材料26g后，TP平均去除率有了8 %的提高，在投加材料310g
后，TP平均去除率提高了17％。以26g材料计算，每克材料平均能够去除TP为0.43mg/L；以310g材料计算，每克平均能够去除TP为0．045mg/L。可见材料投加量与TP去除率并不成线性关系。通过比较，26g材料效率更高，这与进水TP浓度、材料本身状况都有关。这是因为，进水TP浓度越高，吸附的推动力越大，TP的去除效果也越好。同时，材料为表层吸附，质量的线性增加不会使的表层孔隙率也线性增加。因此提高TP的去除率最直接的办法是增大材料表层的孔隙率。
4.3实验小结
①对于投加EPRC的反应器而言，TP的去除率与投加量并不成线性关系
②进水TP越高，吸附推动力越大，除磷效果越好。
③表层孔隙率不随投加量的增加线性增长。
参考文献：
【1】吴海林，杨开等．废水除磷技术的研究与发展．环境污染治理技术与设备【J】．20034I)：53-57
【2】张美兰，何圣兵等．天然沸石和硅酸钙滤床的脱氨除磷效能．水处理技术【J】．2007,33(1 1)：7l-74