除磷方法可分為物化除磷法和生物除磷法及人工濕地除磷法。物化除磷法包括化學(xué)沉淀法、結(jié)晶法、吸附法。根據(jù)磷在污水中不同的存在方式,應(yīng)采用不同的除磷技術(shù)。
化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法除磷的基本原理是通過投加化學(xué)藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀,然后通過固液分離將磷從污水中除去,根據(jù)使用的藥劑可分為石灰沉淀法和金屬鹽沉淀法?；瘜W(xué)沉淀法具有管理方便、占地面積小、投資省、處理效率高等優(yōu)點(diǎn),但化學(xué)沉淀法投加藥劑費(fèi)用太貴,且產(chǎn)生的化學(xué)污泥含水量大,脫水困難,難以處理,容易產(chǎn)生二次污染。
根據(jù)加藥點(diǎn)的不同,化學(xué)沉淀法除磷工藝可分為預(yù)沉淀、同步沉淀、后沉淀及兩點(diǎn)加藥工藝。這幾種工藝可以結(jié)合應(yīng)用,但要注意混合與反應(yīng)條件,通過紊流擴(kuò)散與混合作用會(huì)出現(xiàn)良好的沉淀效果。
結(jié)晶法
在污水中,特別是城市污水廠剩余污泥處理后的上清液及養(yǎng)殖廢水中,含有濃度較高的磷酸鹽,氨氮、鈣離子、鎂離子及重碳酸鹽堿度,通過人為改變條件(提高pH值或同時(shí)加入藥劑增加金屬離子濃度),使不溶性晶體物質(zhì)析出,主要是磷酸銨鎂晶體與羥基磷酸鈣。
結(jié)晶法除磷效率高,出水水質(zhì)好,當(dāng)其他水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到規(guī)定值時(shí),出水可滿足中水回用的要求;結(jié)晶法除磷使水中的磷在晶種上以晶體的形式析出,理論上不產(chǎn)生污泥,不會(huì)造成二次污染;結(jié)晶法除磷操作簡單,使用范圍廣,可用于城市生活污水廠二級出水的深度處理、去除污泥消化池中具有較高磷濃度的上清液等。
生物除磷法
在厭氧區(qū)(無分子氧和硝酸鹽),兼性厭氧菌將污水中可生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為VFAs(揮發(fā)性脂肪酸類),在厭氧條件下,聚磷菌吸收了這些以及來自原污水的VFAs(VFAs主要來自于污水中可生物降解的組分,生活污水中的VFAs大約為總有機(jī)物的40%～50%左右),將其運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi),同化成細(xì)胞內(nèi)碳能源儲(chǔ)存物(PHB),所需能量來源于聚磷的水解及細(xì)胞內(nèi)糖的酵解,并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。
進(jìn)入好氧狀態(tài)后,這些專性好氧的聚磷菌(PAOs)活力得到恢復(fù),并以聚磷的形式攝取超過生長需要的磷量,通過PHB的氧化分解產(chǎn)生能量,用于磷的吸收和聚磷的合成,磷酸鹽從液相中去除,產(chǎn)生的富磷污泥,通過剩余污泥排放,磷從系統(tǒng)中得以去除。
反硝化聚磷菌(DPB)能在缺氧(無分子氧有硝酸鹽)環(huán)境下攝磷,反硝化除磷細(xì)菌DPB利用硝酸鹽為電子受體,產(chǎn)生生物攝磷作用。在生物攝磷的同時(shí),硝酸鹽被還原為氮?dú)?這使得攝磷和反硝化脫氮這兩個(gè)不同的生物過程能夠利用同一類細(xì)菌、在同一個(gè)環(huán)境中完成。
吸附法
吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面積的固體物質(zhì),通過磷在吸附劑表面的附著吸附、離子交換或表面沉淀來實(shí)現(xiàn)污水的除磷過程。吸附除磷的過程既有物理吸附,又有化學(xué)吸附。對于天然吸附劑主要依靠巨大的比表面積,以物理吸附為主,而人工吸附劑較之天然吸附劑孔隙率及表面活性明顯提高,以化學(xué)吸附為主。
天然的吸附劑有粉煤灰、鋼渣、沸石、膨潤土、蒙托石、凹凸棒石、海泡石、活性氧化鋁、海棉鐵等;人工合成吸附劑在低磷濃度下仍有較高的吸附容量,有著巨大的優(yōu)越性?，F(xiàn)在已有Al,Mg,Fe,Ca,Ti,Zr和La等多種金屬的氧化物及其鹽類作為選擇材料。