废水总磷的处理方法范文

导语：如何才能写好一篇废水总磷的处理方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

论文关键词：铁炭微电解，光催化氧化，有机磷废水

 

磷是造成水体富营养化的重要原因，对高有机磷废水的处理一直是工业企业环境污染治理的难题。虽然对处理高有机磷的研究一直没有中断过，但目前处理效果好、运行费用低的方法还不多。这是因为磷的排放标准较高（GB8978-1996《污水综合排放标准》中磷的一级排放标准为不超过0.5mg/l），且处理成本较高，一般企业难以承受。

1工程概况

某化工企业主要生产卤代烷基磷酸酯阻燃剂，废水主要来自生产车间的碱洗、酸洗、水洗及部分水冲泵废水。废水呈强酸性，COD、SS、P等较高。针对该废水有机磷含量高的特点，采用铁炭微电解+光催化氧化+生化工艺，经过八个月调试，废水处理系统运行稳定，且达标排放。废水设计参数见表1。

 

项目

 

  ρ(COD)

（mg·L-1）

ρ(BOD5)

（mg·L-1）

ρ（总磷）

（mg·L-1）

ρ（NH3-N）

（mg·L-1）

pH

进水水质

≤13000

≤3500

≤675

≤121

2～3

出水水质

≤100

≤20

≤0.5

篇2

关键词：环境监测；测定；水质总磷；标准方法；探讨

中图分类号：X8

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）20-0052-03

1 引言

目前，在环境监测中，水质总磷的测定标准方法主要是GB11893-89《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》[1]（以下简写为GB11893-89）。笔者在测定水质总磷时，按照该标准用3 cm比色皿绘制工作曲线，曲线主体部分的吸光度不在光度法的最佳范围0.1～0.7内，无法得到符合质控要求的工作曲线，即工作曲线r≥0.9990，从而发现该标准有需要完善的地方。笔者对此进行了一些探讨，改用2 cm比色皿绘制工作曲线，把曲线主体部分吸光度控制在0.1～0.7之内，实验结果证明解决了前述问题。

2 在环境监测中测定水质总磷工作及其方法标准的选定

在环境监测中测定水质总磷的工作是一种常规性的工作。这项工作包括地表水、污水和工业废水中总磷的测定。磷是评价水质的重要指标。测定水质中的总磷就是非常必要非常重要的。

环境监测测定水质中总磷的方法主要是GB11893-89。一是根据《水和废水监测分析方法》[2]，测定总磷可以采用离子色谱法、钼锑抗光度法亦即钼酸铵分光光度法、氯化亚锡还原钼蓝法、孔雀绿-磷钼杂多酸法、罗丹明6G（Rh6G）荧光分光光度法。其中钼锑抗光度法为（A）类，也是《水和废水监测分析方法》指定的唯一的（A）类，离子色谱法和孔雀绿-磷钼杂多酸法为（B）类，罗丹明6G（Rh6G）荧光分光光度法灵敏度最高。二是根据《水和废水监测分析方法》，该书所列方法分为三类，A类、B类和C类，其中A类最优先使用，B类次之，C类是最不优先使用，是试用的方法。总磷的测定只有钼锑抗分光光度法为（A）类，应该优先采用。所以，测定地表水水中总磷标准方法优先采用钼锑抗光度法。三是有许多现行的环境水质标准和污水排放标准，其配套的监测总磷的方法标准，都是GB11893-89。比如地表水环境质量标准GB3838-2002《地表水环境质量标准》，污水的综合排放标准GB8978-1996《污水综合排放标准》，城镇污水厂的排放标准18918-《城镇污水处理厂污染物排放标准》等，其中测定总磷的标准方法均指定用GB11893-89。四是GB11893-89，其中专门说明：本标准适用于地面水，污水和工业废水。五是笔者在环境监测日常工作中，根据行业的质量保证手册和技术规范要求测定水质中总磷，主要是采用GB11893-89。总之，在环境监测中，测定水质中总磷的方法，主要是GB11893-89，而且环保部门把它定格成为方法标准。

3 GB11893-89中测定水质总磷方法概要

在该标准方法中总磷测定的原理及其测定范围。样品预处理：水质中的磷以多种价态形式存在，因此，第一步是对水样进行预处理，把水样中几乎都以各种磷酸盐的形式存在的磷转化成正磷酸盐。预处理可以采用过硫酸钾消解法和硝酸-高氯酸消解法。测定原理：在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，被还原剂抗坏血酸还原，生成蓝色络合物，通常即称磷钼蓝。测定范围：取25 mL试料，最低检出浓度为0.01 mg/L，测定上限为0.6 mg/L。

监测分析过程。根据 GB/T11893-1989，该方法的基本分析步骤：①量取一定数量的试料水样，用过硫酸钾（或者硝酸-高氯酸）作氧化剂，进行消解，达到预处理的目的。②取适当数量的经过消解的试料水样，定容到50 mL，加1 mL抗坏血酸溶液（100 g/L）混匀，30 s后加2 mL钼酸盐溶液（溶解13 g钼酸铵于100 mL水中，溶解0.35 g酒石酸锑钾于100 mL水中，依次将上述溶液加到1+1浓度的300 mL硫酸溶液中）充分混匀，进行发色。③分光光度测量，将经过发色的水样，在室温下放置15 min后，使用30 mm比色皿，在700 nm波长下，以水做参比，测定吸光度。扣除空白试验的吸光度后，从工作曲线上查得磷的含量。④工作曲线的绘制，取7支50 mL具塞刻度比色管，分别加入0.0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0，15.0 mL磷酸盐标准溶液（2.00 μg/mL），加水至25mL，然后按照上述做试料水样步骤进行处理，以水为参比，测定吸光度，扣除空白试验的吸光度，和对应的磷的含量绘制工作曲线。五是结果计算，总磷含量以C（mg/L）表示，按照下式计算：c=m/v，式中：m为试样测得含磷量，μg；v为测定用试样体积，mL。

精密度与准确度。13个化验室测定（过硫酸钾消解）含磷2.06 mg/L的统一样品，重复性：实验室内相对标准偏差为0.75%；再现性：实验室间相对标准偏差为1.5%；准确度：相对误差为+1.9%。

篇3

[关键词]全自动水质分析仪法 磷酸盐 总磷 水

中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01

在天然水和废水中，磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在，它们分为正磷酸盐，缩合磷酸盐和有机结合的磷，它们存在于溶液中，腐殖质粒子中或水生生物中。一般天然水中磷酸盐含量不高。化肥、冶炼、 合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中常含有较大量磷。磷是生物生长必须的元素之一。但水体中磷含量过高，可造成藻类的过度繁殖，直至数量上达到有害的程度，造成湖泊、河流透明度降低，水质变坏。磷是评价水质的重要指标[2]。

全自动水质分析仪法较之传统理化检测方法具有快速、高通量的优点，满足水质检测要求，实际应用效果良好。

1、实验部分

1.1 仪器与试剂

Gallery全自动水质分析仪、高压灭菌锅，1～1.5kg/cm2、50ml（磨口）具塞刻度管、过硫酸钾、酒石酸锑钾、钼酸铵、抗坏血酸、去离子水、磷标准品500 mg/L。

1.2 检测原理

只有在活性正磷酸盐才能与显色剂发生显色反应和定量检测，所以检测前必须用过硫酸钾使试样消解将所含磷全部氧化为正磷酸盐，或者把结合态和有机态的磷分步提取后转化为正磷酸根离子。在酸性条件下，酒石酸锑钾作为催化剂，正磷酸盐与钼酸铵反应生成磷钼杂多酸，该复合物立即被抗坏血酸还原生成蓝色络合物，在880nm下使用分光光度法检测吸光度与样品中总磷的浓度相关，根据校准曲线即可获得样品中总磷的含量。

1.3 试验条件

样品体积120ul 额外40ul；孵育时间1：18s；读取空白；试剂R1：14ul 水20ul；孵育时间2：120s；试剂R2：6ul水20ul；孵育时间3：540nm；终店测量主波长：880nm；分液总体积：140ul。

1.4 标准曲线配置

以水为溶剂，将标准配成为0.000、0.020、0.077、0.125、0.167、0.200mg/L等浓度的标准溶液，以质量浓度（mg/L）为横坐标，以响应值为纵坐标绘制标准曲线。

1.5 预处理

吸取25.0ml混匀水样于50ml具塞刻度管中，加过硫酸钾溶液4ml，加塞后包一小块纱布扎紧，置于高压灭菌锅中，待锅内压力达1.1 kg/cm2、温度为120℃时，保持30min后，停止加热，待压力表指针降至零后，取出放冷。如溶液混浊，用滤纸过滤，洗涤后定容，待测。

1.6 样品测定

将待测样品倒入样品管中，置于样品加上，进行检测。

2、结果与分析

2.1 工作曲线

在设定条件下，通过自动进样器进样分析，以质量浓度（mg/L）为横坐标，以响应值为纵坐标绘制标准曲线，计算工作曲线方程：y=0.545x-0.0024（r=0.9993）

2.2 最低检出限

在自来水和水源水中分别添加磷酸盐及总磷，在进样量120ul时，得到的本方法最低检测质量浓度是0.001mg/L。

2.3 回收率和精密度

分别对地表水与饮用水作加标回收，结果表明在水中加标浓度分别为0.020 mg/L和0.167 mg/L时，回收率在96.1%～103.8%之间，精密度RSD在0.15%～033%之间。具有较高准确度和精密度，满足水质监测分析要求。

3、结语

《水和废水监测分析方法》[2]（GB/T11893-1989）中，给出的标准检验方法，需人员大量时间操作。而本方法采用全自动水质分析仪法测定水中磷酸盐及总磷，操作简单快速，安全，准确，灵敏度高，是一种较好的检测方法。

参考文献

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水资源短缺和水质污染构成人类生存和社会发展的瓶颈，提高水处理能力和效率成为解决水资源短缺、净化水质的重要途径。水体富营养化、藻类过度生长的危害日益受到人们的关注。藻类普遍存在于天然水体中，是水体富营养化及其危害的重要参与者，对水处理过程和水质影响深远。

本项目研究以提高水体透明度、降低其中生物有效磷、控制底泥磷释放为主要控制环节，并以混凝强化除磷、除藻、澄清工艺、底泥固磷等为主要内容的控制富营养化的方法。其要点在于：

本项目研究一种由矿渣废料合成的净水剂，在高效去除水中生物可利用磷（AAP）的同时，能有效降低水体浊度，提高水体透明度和光照利用率，改善水底光照环境。

该净水剂同时能对形成絮体及底泥中磷的再释放实现有效控制。

研究一种水体除磷、水底环境改善、底泥磷高效控制的净水剂及其用于水质富营养化控制的方法。

本项目研究目的是，为了更好地控制富营养化和藻类过度生长带来的危害，克服现有治理方法的不足，寻求一种通过除磷、除藻并改善水体底层环境控制水体富营养化和藻类过度生长的实用的新方法。

研究内容与方法

研究内容

研究内容包括：铁矿渣、粉煤灰、煤矸石矿渣有效成分的检测和分析，矿渣有效成分的提取，净水剂的合成；净水剂的合成，主要考虑钙对磷的固定效果；净水效果验证和调整，除磷效果、除浊效果、固磷效果等的验证。

实验材料与方法

铁矿渣来源于太原钢铁集团公司炼铁废渣；煤矸石来自古交煤矸石发电厂；粉煤灰来自太钢电厂。对铁矿渣、粉煤灰、煤矸石等进行成分分析，结果表明其中均含有一定量的铁、铝、钙、镁等成分。

矿渣中有效成分的测定方法为原子吸收分光光度法和分光光度法。

金属离子测定委托太原市环境监测中心测试。

混凝实验方法：取1L实验用水，加入不同剂量的混凝剂，先以250r/min快速搅拌2min，再以60r/min慢速搅拌15min，静置30min后测定上清液中总磷及溶解态磷浓度，上清液总磷减去溶解态磷即为颗粒态磷。并用虹吸管将上清液吸走，将剩余沉积物与水离心获得沉积物，用H2SO4 HClO4法测定沉积物中磷的含量。总磷和溶解态磷采用《水和废水监测分析方法》中过硫酸钾消解分光光度法；底泥生物可利用磷AAP主要采用0.1mol/L的NaOH提取后用磷钼蓝比色法测定（委托环境监测中心测定）。

本实验采用过硫酸钾氧化—钼锑抗钼蓝光度法测定总磷。

显色后的样品溶液在分光光度计上进行比色测定，读取吸光度。同时做空白试验。从标准曲线上查得显色液的含磷量。

COD的测定方法参照采用《水和废水监测分析方法》。

研究过程

矿渣有效成分的提取

铁矿渣中铁、铝、钙、硅的含量较高，元素含量由高至低依次分别为钙、硅、铝、镁、铁；粉煤灰中元素含量由高至低依次分别为硅、铝、钙、铁；煤矸石中元素含量由高至低依次分别为硅、铝、铁、钙。分别取100g破碎（60～80目）后的矿渣，对铁矿渣采用盐酸（3M、400mL）加热80V溶解提取，用硫酸（2M、400mL）对煤矸石烧渣、粉煤灰加热煮沸溶解进行提取。

净水剂的合成

净水剂的设计。研究指出：碱化度不同的混凝剂除磷效果呈现较大差异，碱化度越低除磷效果越好，主要与其混凝剂的形态分布有关。磷的混凝去除中最有效的成分是Ala，且去除溶解态磷以化学沉淀为主，应该是依据下式进行：Al3++PO43AlPO4。

我们研究的净水剂力图在除磷方面有效控制溶解态生物可利用磷（AAP）；可以有效地形成对颗粒磷、溶解态磷的去除并且固定，减少底泥磷的释放；同时有效降低水中的藻类，强化除磷、固磷效果。这样净水剂已不仅限于混凝剂的范畴，在发挥混凝作用的同时，兼具生态、化学固磷剂的作用。

净水剂的合成。将上述提取液以适当的比例在加热条件下混合，并缓慢滴加NaOH，形成碱化度为0.5～1.0的复合净水剂。主要成分及性质如下：

净水效果验证

净水剂净化能力检测主要检测了市售PACl、AlCl3、Fe2（SO4）3、和本项目研制的净水剂1与净水剂2等对于处理同种水样时的除浊效果、除藻效果和除磷效果。

采用某湖水作原水，水质指标为浊度6.79NTU、CODcr69.4mg/L、藻类4.73×104个/mL、pH6.93。混凝条件：250rpm（转/分钟，相当于G值145/s）1min，40rpm（相当于G值15/s）20min，静置沉淀20min。

实验结果表明：不同的净水剂对水样处理效果存在显著差异。其中本项目合成的净水剂对浊度、藻类和溶解性磷都有较好的处理效果。本项目合成的2种合成净水剂除藻率达到90%时的最小投量仅为3mg/L，明显低于市售PACl和Fe2（SO4）3。

上述研究表明，本项目合成的净水剂对浊度、藻类和溶解性磷都有良好的控制效果。

利用商品PACl（碱化度60%）、Fe2（SO4）3、净水剂1、净水剂2处理水样后，测定水中总磷含量，对比各种净水剂对总磷的控制效果。

各种净水剂在对比实验中表现出不同的效果。仅对总磷的控制而言，处理效果强弱按照净水剂1、净水剂2、PACl和Fe2（SO4）3的顺序依次减弱。表明了本项目合成的净水剂有较强对总磷的控制能力。

上述研究表明，无论对地表水还是含磷量不同的废水，净水剂1都体现出比较好的处理效果。在此基础上，研究了净水剂1对水中不同形态磷的处理效果。以某湖水作为实验原水，经烧杯实验可以得出，当各种净水剂量为10mg/L时，水体浊度去除率最高，对各形态磷的去除效果也较好，因此净水剂以10mg/L为最佳投量，研究不同净水剂对水体磷形态分布的影响。结果显示，净水剂1对水中磷去除效果最好，总磷去除率达到81.2%，沉后水中溶解态磷和颗粒态磷分别降至11.83μ g/L和14.02μg/L；市售PACl去除效果最差，沉后水中仍然有较高浓度的溶解态磷及颗粒态磷，分别为20.33μg/L和35.31μg/L。

主要结论

本项目研究以提高透明度、降低生物有效磷、控制底泥磷释放为主要控制环节，并以混凝强化除磷、除藻、底泥固磷、澄清工艺等为主要内容的控制富营养化的方法。

本项目由矿渣废料合成了净水剂1、净水剂2，与市售PACl、Fe2（SO4）3相比，在能够高效去除水中生物可利用磷（AAP）的同时，能有效降低水体浊度，提高水体透明度和光照利用率，改善水底光照环境。

净水剂1同时能对形成絮体及底泥中的磷的再释放实现有效控制，控制效果和净水剂的投量有关，当投量大到10mg/L能抑制沉积物中磷的释放，对长效控磷有重要意义。

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关键词 营养元素;畜禽养殖;废水污染物;相关性

中图分类号 X713 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2009)13-0266-02

畜禽废水污染物是指粪尿与冲洗水及其处理后排放废水中含有的各种有毒有害物质,包括病原微生物、寄生虫、有机物、无机元素、重金属以及残留农药与兽药等。目前对畜禽养殖污染物研究较多,主要以有机污染及宏观研究为主[1-3],饲料营养元素对畜禽养殖污染物的影响,仅局限于单一元素的迁移变化[4-6];但营养元素与养殖废水污染物因子间相关关系及其互作影响未见研究报道。本研究重点对规模养殖场饲料与废水中有机物、无机元素(添加元素)和重金属元素(限制元素)进行了检测与分析评价,探索相关关系与互作影响,筛选主要影响因子,为有效监控与治理养殖废水污染物提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 取样方案

按奶牛、猪、禽规模养殖场分类各10个,并按存栏量转换猪单位(按产污量折算1头奶牛=5头猪,50羽禽=1头猪),在800～100 000头范围内随机确定取样点。取饲料和废水样品各30份。饲料样品按饲料种类等分取样1kg;废水(包括尿混合废水及处理废水)取排放口废水为主,无排放口的取沉淀待外运废水,分3次混合取样5L。

1.2 检测参数

饲料检测水分(LW)、粗灰分(LA)、总氮(LTN)、总磷(LTP)、铜(LCu)、铁(LFe)、锰(LMn)、镁(LMg)、砷(LAs)、汞(LHg)、铅(LPb)、铬(LCr)、镉(LCd);废水检测总氮(WTN)、氨氮(WAN)、总磷(WTP)、化学耗氧量(CODcr)、生化耗氧量(BOD5)、铜(WCu)、铁(WFe)、锰(WMn)、锌(WZn)、镁(WMg)、砷(WAs)、汞(WHg)、铅(WPb)、铬(WCr)、镉(WCd)。

1.3 检测方法

饲料参数采用饲料标准检测方法,养殖废水采用水质测定标准方法,其中测定重金属采用微波消解方法对样品进行前处理。

1.4 数据处理

监测数据应用SPSS软件进行分析处理。按污染物性质及饲料添加类型分为有机物、添加元素和限制元素3个类别。通过回归分析选择最多2个营养元素与1个废水污染物建立线性模型(Model)。

1.5 分类评价

应用概率相加原理,建立线性概率因子评价方法,按线性模型(Model)中营养元素(Li)与相应污染物类别中污染物种类(Yj)的比值计为该营养元素的因子概率(Pi=Li/Yj);再将各类别该因子概率累加(Pt=∑Pi),并计算其概率比重(Pp=Pt/∑Pt),设定线性概率因子评价标准:当Pp

2 结果与分析

2.1 营养元素与废水污染物的相关性

在15个线性模型中,有9个为高度线性关系(1.0>R>0.7,PR>0.5,PR>0,P=0.093),占7.67%。废水磷(WP)、BOD5和铅(WPb)与营养元素间不存在线性关系。按废水污染物元素类别分析,5个有机物中氮(WN)为高度线性关系,占20%;氨氮(WAN)为中度线性关系,占20%;CODcr为低度线性关系,占20%;磷(WP)与BOD5为非线性关系,占40%。6个添加元素中铜(WCu)、铁(WFe)、砷(WAs)、锌(WZn)、镁(WMg)均为高度线性关系,占83.33%;锰(WMn)为中度线性关系,占16.67%。4个限制元素中,铬(WCr)与镉(WCd)为高度线性关系,占50%;汞(WHg)为中度线性关系,占25%;铅(WPb)无线性关系,占25%。按对应因子分,仅砷(WAs)、镁(WMg)具有对应因子关系,其他均为非对应因子关系。

2.2 线性概率因子评价

根据饲料间与废水中有机物、添加元素、限制元素中出现的各营养元素因子概率比重,按设定的线性概率因子评价标准得出饲料水分(LW)、灰分(LA)、氨氮(LAN)、铅(LPb)、镉(LCd)5个小概率因子,概率比重(Pp)小计为0.11;磷(LP)、铁(LFe)、镁(LMg)、汞(LHg)、铬(LCr)5个中概率因子,小计为0.32;氮(LN)、铜(LCu)、砷(LAs)、锰(LMn)4个主要概率因子,小计为0.57。

3 结论与讨论

研究发现,养殖废水污染物受营养元素不同程度的影响,其中添加元素类污染物受营养元素影响最大,限制元素次之,有机物最小。表明养殖废水污染物主要受饲料添加元素影响,印证了添加元素畜禽消化吸收率低,而粪尿含量却很高的观点[7]。而且与粪便中添加元素释放向水体迁移的规律相吻合[8]。检测结果表明,废水污染物氮、铜、铁、砷、锌、镁、铬、镉与营养元素存在高度线性关系(R>0.7,PR>0.5,P

线性概率因子评价结果表明,影响废水污染物的营养元素中,水分、灰分、氨氮、铅、镉为小概率因子,磷、铁、镁、汞、铬为中概率因子,氮、铜、砷、锰为主要概率因子。各类因子概率比重分别为0.11、0.32、0.57,主要概率因子以添加元素为主,与上述结论相一致。因此,饲料中氮、铜、砷、锰是影响废水污染物的重要参数。

4 参考文献

[1] 黄爱霞,邹晓庭.集约化畜禽养殖污染的现状及解决方法[J].甘肃畜牧兽医,2006,187(2):42-44.

[2] 李晓涓,杨丽娟.畜禽养殖污染是不容忽视的新的环境问题[J].环境保护科学,2005,32(129):56-57.

[3] 熊慧欣,赵秀兰,徐轶群.规模化畜禽养殖污染的防治[J].家畜生态,2004,24(4):249-251.

[4] 张利痒,纪海燕.饲料安全与环境污染治理[J].环境保护,2007(1):65-68.

[5] 石军,孙德文,陈安国.减少畜禽养殖污染的营养学途径[J].粮油食品科技,2002,10(3):33-34.

[6] TIM LUNDEEN.Modification to diet could reduce ordo[J].Feedstuff,2007(9):10-11.

[7] 徐伟朴,陈同斌,刘俊良,等.规模化畜禽养殖对环境的污染及防治策略[J].环境科学,2004,25(6S):105-108.

篇6

关键词：壳聚糖 质子化度 吸附 除磷

Study on Dephosphorization efficiency of Protonated Chitosan Adsorption

Wang Ling-yun Lv Qing-yang Liu Jie

Abstract: This research was focused on the strengthened effect of dephosphorization of protonated chitosan, and studied the influence of protonation degree of chitosan, adsorptive time, existent morphology of Phosphorus and other factors on dephosphorization effect of protonated chitosan. The result indicates that with the increase of protonation degree the adsorption effect of chitosan on total phosphorus and phosphate radical in water was obviously strengthened, and with the extent of time the adsorption quantity of total phosphorus was increased. When adsorptive time was 70-80min, the adsorption quantity reached maximum. The existent morphology of phosphorus in aqueous solution has an influence on dephosphorization effect of protonated chitosan.

Keywords: Chitosan； Protonation Degree; Adsorption； Dephosphorization

废水中氮、磷等元素未经处理直接排入受纳水体会导致水体富营养化，使藻类和其他水生植物快速生长，大量的消耗水中的氧，从而使水中的溶解氧量迅速减少，导致鱼类和其他水生物因缺少氧气而大量死亡，使水体变黑变臭，水体的功能受到极大的影响，甚至会使这一水域死亡。磷是导致水体发生富营养化的主要控制因素之一[1]。目前除磷工艺主要包括生物法处理、化学沉淀法处理、结晶法处理、吸附法处理等[2-6]。其中吸附除磷法以其工艺简单而得到广泛应用[7]。

壳聚糖无毒性、对环境无害、安全可靠；分子链上的胺基和羟基都是很好的配位基团[8]，它能够和许多的重金属离子和非重金属的阴离子结合，例如磷酸根离子等。这些特性就决定了它既是一种天然的高分子鳌合剂，又是一种良好的天然絮凝剂，能使水中的悬浮物凝聚而沉降去除掉[9]。其最大优点是不会产生二次污染，在水处理、食品、医药以及其他化工工业中显示了广泛的应用前景，被认为是最有应用价值的絮凝剂[10]。已有研究表明，经质子化的壳聚糖的吸附作用更为明显[11],对去除污染水体中的总磷及磷酸根具有应用前景，且吸附后的壳聚糖作为一种土壤调节剂，能实现环境和经济的双重效益。本研究利用质子化壳聚糖去除污染水体中的总磷及磷酸根,研究了壳聚糖改性后对溶液中总磷及磷酸根的吸附性能及其影响因素。

1 材料与方法

1.1试剂与仪器

壳聚糖：济南海得贝海洋生物工程有限公司生产，粒径：40目，黏度（1%溶液）：200cps，脱乙酰率：85.31%。

试剂：硫酸、酒石酸锑钾、过硫酸钾、钼酸铵、抗坏血酸、磷酸二氢钾、氯化亚锡、丙三醇等，以上各试剂均为分析纯。

仪器：恒温磁力搅拌器、紫外可见分光光度计（WFJ2100）、pH计（pHS-25）、电子分析天平、烘箱、水浴锅等。

1.2实验方法

1.2.1壳聚糖质子化

将一定质量的壳聚糖分别用pH值为2.0、3.0、4.0、5.0、7.0的硫酸溶液浸泡8个小时，然后用水冲洗至中性，用电热恒温鼓风干燥箱烘干，备用。

1.2.2质子化壳聚糖吸附磷的实验方法

（1）壳聚糖质子化度对除磷效能的影响

分别称取一定质量的质子化壳聚糖，加入到pH值为6的含磷溶液中，在恒温磁力搅拌器上搅拌吸附1小时，过滤后分析确定吸附后总磷和磷酸根的含量。

（2）吸附时间对壳聚糖除磷效能的影响

分别称取一定量的质子化壳聚糖，加入到pH值为6的含磷溶液中，分别在恒温磁力搅拌器上磁力搅拌吸附10min、20min、30min、40min、50min、60min、75min、100min，过滤后分析确定吸附后总磷和磷酸根的含量。

（3）磷存在形态对壳聚糖除磷效能的影响

分别称取一定量的质子化壳聚糖，加入到pH值分别为2.0、6.0、8.0的含磷溶液中，分别在恒温磁力搅拌器上搅拌吸附1小时后，过滤分析确定吸附后总磷和磷酸根的含量。

1.3分析方法

水中总磷的测定采用钼锑抗分光光度法，磷酸根的测定采用磷铋钼蓝比色法。

2 结果与分析

2.1 质子化度对总磷及磷酸根去除率的影响

壳聚糖的质子化度用硫酸溶液的pH值间接表示。壳聚糖质子化度对T-P及PO43-去除率的影响如图2.1所示。

壳聚糖的质子化实质上就是增加了壳聚糖表面的-NH3+基团的浓度。质子化度越高对于总磷及磷酸根的吸附能力越强大。本实验研究采用pH分别为2.0、3.0、4.0、5.0和7.0的硫酸溶液对壳聚糖进行质子化，pH值越小的硫酸质子化后的壳聚糖的质子化度越大。从图2.1上可以看出，质子化壳聚糖对废水中总磷和磷酸根的去除率都有随着质子化度的升高而逐渐升高。在质子化度较高范围内，总磷及磷酸根的去除率较高，能达到60%以上。在质子化度较低的范围内，总磷及磷酸根的去除率较低，只有40%左右。

2.2吸附时间对总磷及磷酸根去除率的影响

不同质子化度下，吸附时间对T-P及PO43-去除率的影响如图2.2(a)、图2.2(b)所示。

质子化壳聚糖对于溶液中总磷及酸磷根的去除，是通过质子化后壳聚糖上的-NH3+与总磷及磷酸根发生吸附反应而被去除的。其吸附过程既有分子间的引力，还有化学键力和静电引力的作用。吸附过程达到吸附平衡时，会有一个最大值的吸附量和最佳的吸附时间。图2.2(a)及图2.2(b)的变化趋势说明，在质子化的条件下，壳聚糖对磷酸根吸附的最佳时间为70-80min。时间较短吸附不完全，吸附时间过长则会使吸附剂表面由于吸附质量过大而解吸，并且随着质子化度的升高吸附率有逐渐增大的趋势。吸附时间对总磷去除率的影响不是很明显，但是质子化度高的壳聚糖表现出较高的去除率。

2.3原水pH值对总磷及磷酸根去除率的影响

不同质子化度下，原水pH值对T-P及PO43-去除率的影响如图2.3(a)、图2.3(b)所示。

原水pH值影响磷在水溶液中的存在形式。在pH值小于3时，溶液中的磷主要以H3PO4形式存在；pH值在5.5-6.5时，溶液中的磷主要以H2PO4-形式存在；pH值大于7.0时,主要以HPO42-及PO43-形式存在[10]。从图2.3可以看出，磷在溶液中的存在形式对质子化壳聚糖对其吸附率和吸附量具有很明显的影响效果。当溶液体系的酸度较强时能够提供较多的H+，有利于进一步强化壳聚糖的质子化程度，对总磷及磷酸根的吸附能力增强，随着溶液酸性的减弱，这种效果也会随之减弱。

3 结论

（1）壳聚糖对水中总磷及磷酸根的吸附效果随着其质子化度的升高而呈现明显加强的趋势；

（2）质子化壳聚糖对水中总磷的吸附量随着时间的延长而增加，吸附时间在70~80min时达到最大吸附量，具有最佳的吸附效果；

（3）水溶液中磷的存在形态，也会影响质子化壳聚糖的除磷效果。

参考文献：

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[6] K.Urano,H.Tachikawa,M.Kitajima.Process development for removal and re-covery of phosphorus from wastewater by a new adsorbent.4.Recovery of phosphate and aluminum from desorbing solution[J]. Ind. Eng. Chem. Res.,1992, 31：1513-1515.

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篇7

关键词：磷酸铵镁 除磷脱氮 MAP 化学沉淀法

目前，生物脱氮除磷常采用A2O工艺，但其流程长且成本高，对进水氨氮浓度变化的适应性及抗负荷冲击的能力较差。本文介绍一种化学沉淀法，即MAP（Magnesium Ammonium Phosphate）脱氮除磷法。 1 MAP除磷脱氮的基本原理

向含NH4+和PO43-的废水中添加镁盐，发生的主要化学反应如下：

Mg2++HPO42-+NH4++6H2OMgNH4PO4·6H2O+H+ （1）

Mg2++PO43-+NH4++6H2OMgNH4PO4·6H2O

（2）

Mg2++H2PO4-+NH4++6H2OMgNH4PO4·6H2O+2H+（3）

再经重力沉淀或过滤，就得到MAP。其化学分子式是MgNH4PO4·6H2O，俗称鸟粪石；它的溶度积为2.5×10-13。因为它的养分比其它可溶肥的释放速率慢，可以作缓释肥（SRFs）；肥效利用率高，施肥次数少；同时不会出现化肥灼烧的情况。 2 MAP除磷脱氮的影响因素和沉淀物组成分析

2.1 Mg2+，NH4+，PO43-三者在反应过程中的比例

在处理氨氮废水方面，将H3PO4加入到含有MgO的固体粉末中制成一种乳状液，对2.47×10-3mol/L氨氮废水进行处理，得出H3PO4与MgO的物质的量之比大于1.5时，氨氮去除率最高（90％以上），当进水氨氮质量浓度为42mg/L，在最佳条件下，氨氮质量浓度可降到0.5mg/L以下[1]。赵庆良[2]等人对5618mg/L氨氮的垃圾渗滤液进行处理，按n(Mg2+):(NH4+):n（PO43-)=1:1:1投加氯化镁和磷酸氢二钠，废水中氨氮质量浓度降为172mg/L，过量投加10％的镁盐或磷酸盐，氨氮质量浓度可分别降为112mg/L和158mg/L，继续提高镁盐或磷酸盐的量，废水中剩余氨氮质量浓度处在100mg/L左右，很难进一步降低。笔者对某一合金厂的质量浓度为1600mg/L的氨氮废水进行处理，按最佳配比n(Mg2+):(NH4+):n（PO43-)=1.3:1:1，加入硫酸镁和磷酸氢二钠，氨氮质量浓度可降到60mg/L，对某炼油厂的氨氮含量高（1231mg/L）的废水用此方法处理，氨氮质量浓度可降到112mg/L。

在除磷方面，国外有人证明，晶体纯度与初始氨氮质量浓度有关，最佳比例n(Mg2+):(NH4+):n（PO43-)=1:1.6:1，磷、镁去除率达95％以上[3]。Katsuura[4]认为n(Mg):n(P)为1.3:1时，除磷效果最好。

2.2 反应的pH值

MAP溶于酸不溶于碱，笔者对模拟氨氮废水进行重复验证，证明废水在pH值为7.0以上，才会出现小颗粒沉淀物，当用NaOH将pH值调至8.0以上时，会出现大量沉淀。pH值在7.0～10.5之间，主要的反应过程如式（1），（2），（3），当pH值上升到10.5～12之间，固定氨会从MgNH4PO4中游离出来，生成更难溶的Mg3(PO4)2（ksp=9.8×10-25）。

笔者在对无杂质氨氮废水与含杂质氨氮废水进行比较，发现前者pH值必须达到7.0以上，才会生成沉淀，而后者在pH值为6.3左右时，水中不断出现白色沉淀物，表明氨氮废水有比较大的悬浮颗粒时，沉淀物MAP可提前生成。

国内外的研究人员对MAP除磷脱氮最佳pH值进行了研究，结果见表1。 表1 不同废水MAP除磷脱氮的最佳pH值 废水类型 垃圾渗滤液 厌氧污泥上清液 城市污水 氮肥厂 制革废水 最佳pH值 8.5～9.0 9.0～9.5 9～10 9.5 9.0

从表1可以看出，生成MAP沉淀的最佳pH值范围8～10，由于废水水质不同，造成最佳pH值范围有一定的差别。

反应pH值的调节一般采用以下方法：

①投加NaOH

一般人们常用NaOH来调pH值，此方法操作过程简便，但需要耐腐蚀罐装NaOH溶液。

②投加Mg(OH)2

氢氧化镁具有缓冲能力，pH值最高不超过9.5，即使氢氧化镁过量也不会严重影响沉淀效果，而且氢氧化镁无毒、无腐蚀，无须专门防腐设备。不足之处，pH值与投加n(Mg):n(P)的比例不能互相独立控制。

③脱气法

对厌氧消化污泥上清液生物厌氧反应产生的高浓度CO2，可用脱气法将CO2吹出[3]以提高pH值。Battisioni[6]用连续通气方法，将上清液中的CO2从35％～40％降到0.035％，pH值也从7.9上升到8.3～8.6。不过这种方法只能局限于厌氧消化上清液这类含高浓度CO2的废水。

2.3 反应时间与晶种

Zdybiewska[7]对氮肥厂废水进行实验，发现当反应时间为25min时，氨氮去除率最高（80％）。同时反应时间也是形成MAP晶粒大小的因素之一。Straful在实验中发现反应时间1min时，晶粒长度只有0.1mm，当反应时间为60min时，晶粒长度达0.8mm，3h后晶粒可达3mm，虽然氮磷去除率变化不大，但是晶粒越大，沉淀效果越好。Battisioni在中试试验中，将0.21～0.35mm的石英砂填到φ58mm×0.42m的流化床，为MAP提供晶种，除磷效率为80％。

3 沉淀物组成分析

表2是处理社区废水得到的沉淀物[8]，可以看出沉淀物中营养元素含量比较高，镁和磷元素均高于理论值，这是因为沉淀物中还有Ca5(PO4)3OH，Mg(OH)2，Mg3(PO4)2等物质。表2还可以看出CODcr的含量比较小，说明沉淀物MAP很少吸收有机物。 表2 某生活污水生成的MAP的组成 ％ 组分 ω(MgO) ω(P2O5) ω(N) ω(Ca) ω(K) ω(CODcr) 理论值 16.4 28.5 5.7 实测值 18.1 30.6 4.9 1.6 0.3 0.2

澳大利亚Elisabeth[5]用这种方法回收厌氧消化污泥上清液中的磷，生成的MAP淤泥干燥快，最终产物呈白色细粉末（见表3）。 表3 厌氧污泥生成的MAP的组成 ％ 组分 ω(Mg) ω(P) ω(N) ω(H2O) 理论值 9.9 12.6 5.7 44 实测值 9.1 12.4 5.1 39

对厌氧消化上清液生成的MAP中的重金属的分析结果见表4，由表4可以看出沉淀物MAP几乎不吸收重金属。用于农家化肥，不会对庄稼产生危害。

周娟贞[9]对某催化剂厂提供的转鼓滤液（氨氮质量浓度为7472mg/L）用MAP沉淀法处理，对MAP沉淀物分析表明，Mg的质量分数（以MgO计）为18.18％，磷的质量分数（以P2O5计）为28％左右，氮的质量分数（以N计）为4.5％。 表4 MAP中的重金属污染物成分分析 mg/kg 组分 不同MAP试样的分析结果 1 2 3 4 ω(Cd) ＜4 5.5 ＜4 ＜4 ω(Pb) ＜5 ＜5 6.9 5.2 ω(Hg) 0.2 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 4 MAP处理成本分析

沉淀MAP需要镁盐和磷酸盐，沉淀1kg氨氮需要1.90kg镁和2.0kg磷以及少量NaOH，如果采用MAP沉淀法将社区废水中的氨氮从55mg/L处理到20mg/L，总运行费用与硝化反硝化法相当。如果沉淀产物MAP作为肥料出售，就可进一步降低成本。 5 存在的困难和发展前景

尽管有很多文章报道用此方法对不同废水所做的研究，并对沉淀物组分进行了分析，表明沉淀物的纯度接近MAP的理论值，而且几乎不吸收重金属，但在实际应用上仍有许多问题需要进一步解决：

①研究显示，当n(PO43-)/n(NH4+)＜1时，可以大幅度提高除磷效率，当n(PO43-)/n(NH4+)＞1时，氨氮去除率较高，如何确定两者最佳比例可以最大限度除磷脱氮，是今后研究的重点；

②寻找更好的反应条件和反应药剂，提高MAP除磷脱氮的效率，使出水NH4+和PO43-降到排放标准以下；

③有机物以及其它杂质对MAP除磷脱氮过程的影响机理尚不清楚；

④MAP除磷脱氮的经济效益主要取决于沉淀设备的投资和运行费用，当产物在市场上转化为产品，取得一定利润时，该工艺才能推广应用。

由于此方法用药剂量大，运行费用高，为了降低费用，可用卤水代替镁盐。由于传统除磷脱氮工艺造成氨的浪费，尤其是磷的流失，而目前，磷矿储存量不够人们开采100a，所以我们要积极利用MAP除磷脱氮方法来达到N，P元素的回收利用。 参考文献：

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[4]Katsuura H．phosphate recovery from sewage by granule forming process（full scale struvite recovery from a sewage works at Shimane Prefecture．Japan）．In International conference on phosphate recovery from sewage and animal waste[C]．UK．Warwick University．1998．

[5]Elisabeth V，Munnc，Keith Barr．Controlled struvite crystallization for removing phosphorus fron anaerobic digester sidestreams[J]．Water research，2001，35(1)：151～159．

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篇8

【关键词】 畜禽养殖废水 厌氧生物处理 好氧生物处理 厌氧-好氧生物处理

1 概述

近年来，随着我国农业结构的调整和农业产业化的推进，规模化、集约化的畜禽养殖业发展迅速，成为农村经济的支柱产业。规模化的集中养殖方式，有利于提高饲养技术、防疫能力和管理水平，与传统饲养方式相比，规模化饲养能够大大缩短畜禽的生长周期，提高饲料转化率和畜禽产量，降低养殖成本。但是规模化养殖场创造经济效益的同时，也导致了粪尿过度集中和冲洗水大量增加，给环境带来了极大地压力。

2 畜禽养殖废水对环境的危害

畜禽养殖废水主要由尿液、饲料残渣、夹杂粪便的圈舍冲洗水组成，未经处理的废水含有大量的有机物、氮、磷、固体悬浮物及致病菌等，并带有恶臭气味，是一种高浓度有机废水[1]。畜禽养殖废水排入环境水体后将大量消耗水中的溶解氧，使水体发臭，最终导致水生生物的大量死亡；废水中的氮、磷还会使水体富营养化，造成硝酸盐和亚硝酸盐浓度增高，人畜若长期饮用会引起中毒。畜禽养殖废水直接、连续、过量的排入农田将导致土壤空气堵塞，造成土壤透气、透水性下降及板结、盐化，严重影响土壤质量和农作物的生长。畜禽养殖废水中的大量病原微生物、寄生虫卵进入环境后，不仅直接威胁畜禽自身的安全，还会严重危害人体健康，造成人、畜传染病的蔓延，导致疫情发生，给人畜带来灾难性危害。此外，粪尿在微生物的作用下会产生氨、硫化氢、三甲基胺等有害气体，严重污染了畜禽养殖场内外的大气环境。

3 畜禽养殖废水的基本处理方法

3.1 预处理

畜禽养殖废水无论以何种工艺进行处理都要采取预处理措施。通过预处理可使废水污染负荷降低，同时防止大的固体或杂物进入后续处理环节，造成设备的堵塞或破坏等。预处理方式主要有格栅、筛滤、沉淀、气浮、絮凝、水解酸化等。目前比较常用的设备有格栅、筛网、沉淀池、水解酸化池。格栅是废水处理工艺流程中必不可少的部分，其作用是阻拦废水中粗大的漂浮和悬浮固体，以免阻塞孔洞、闸门和管道，并保护水泵等机械设备。筛网是筛滤所用的设施，废水从筛网中的缝隙流过，而固体部分则凭机械或其本身的重量，截留下来，或推移到筛网的边缘排出。沉淀法是在重力作用下将重于水的悬浮物从水中分离出来的处理工艺，是废水处理中应用最广的方法之一。水解酸化主要是去除废水中一部分有机物，使大分子结构的有机物降解为小分子结构，废水经过水解酸化处理后有机物的数量及理化性质发生了变化，使得其更适宜后续处理。

3.2 厌氧生物处理

厌氧生物处理是指在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程。畜禽养殖废水属于高有机物浓度、高氮、磷含量和高有害微生物数量的“三高”废水。厌氧生物处理过程不需要氧，具有较高的有机物负荷能力，成为畜禽养殖废水处理中不可缺少的关键技术。对于这种高浓度的有机废水，采用厌氧生物处理工艺可在较低的运行成本下有效地去除大量的可溶性有机物，COD去除率达85%～90%，而且能杀死传染病菌，有利于养殖场的防疫[2]。较常用的厌氧生物处理方法有以下几种：完全混合式厌氧消化器、厌氧接触反应器、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床、升流式固体反应器等[3]。目前国内畜禽养殖废水厌氧生物处理主要采用的是上流式厌氧污泥床及升流式固体反应器工艺。

3.3 好氧生物处理

好氧生物处理是在充分供氧和适当温度、营养条件下，使好氧微生物大量繁殖，并利用其将废水中的有机物氧化分解为二氧化碳、水、硫酸盐和硝酸盐等无害物质的过程。好氧生物处理包括活性污泥法和生物膜法。活性污泥法包括：推流式活性污泥法、完全混合活性污泥法、分段曝气活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法、深井曝气活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法、氧化沟工艺活性污泥法、序批式活性污泥法；生物膜法包括：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床法。采用好氧生物处理畜禽养殖废水较常用的方法是序批式活性污泥法，它是基于传统的Fill-draw系统改进并发展起来的一种间歇式活性污泥工艺，它把废水处理构筑物从空间系列转化为时间系列，在同一构筑物内进行进水、反应、沉淀、排水、闲置等周期循环[4]。SBR与水解方式处理畜禽养殖废水时，水解过程对化学需氧量有较高的去除率，SBR对总磷的去除率为74.1%，对氨氮去除率达97%以上[5]。

3.4 厌氧-好氧生物处理

上述的厌氧生物处理、好氧生物处理用于畜禽养殖废水各有优缺点和适用范围，为了获得更有效地污染物去除率，根据废水的量及性质采取厌氧-好氧生物处理的方法。厌氧-好氧生物处理法是通过厌氧过程的产酸阶段，将较难降解的大分子有机物分解为较简单的小分子有机物，提高废水可生化性，然后通过好氧生物处理过程进一步去除。比如ABR-CASS联合处理工艺，废水经该工艺处理后，化学需氧量、氨氮、悬浮物等污染物均可达标。

4 结语

随着畜禽养殖业的蓬勃发展，畜禽养殖造成的危害日益严重，目前对畜禽养殖废水主要采取厌氧生物处理、好氧生物处理和厌氧-好氧生物处理的方法，由此减少污染物的排放量，避免环境水体、土壤、空气受到污染，从而达到保护生态环境的目标。

参考文献：

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[3]陈蕊，高怀友，傅学起，师荣光，张永刚，马宝玲.畜禽养殖废水处理技术的研究与应用[J].农业环境科学学报，2006，25：374-377.

篇9

关键词：制浆造纸废水 生物接触氧化 启动与运行

0 引言

制浆造纸废水含有大量的纤维素及其分解产物（低分子量的半纤维素，甲醛、乙酸、糖类等易生物降解的有机物）、多量的腐植酸、木素、蜡质、无机盐等有机污染物，这些有机污染物占化纤行业总污水CODcr的50～60％，是制浆造纸废水治理的关键。由于这类废水有机物污染负荷高， CODcr高达10000-20000mg/l，应首先通过物化方法将CODcr降到3000以下，再通过兼、好氧的方法将废水处理达到国家排放标准。

1 工艺流程

根据制浆造纸废水具有CODcr浓度高、色度大的水质特点，确定的处理工艺流程如下：车间废水首先进入调节池进行均质均量，经调节后的废水由泵提升至兼氧池。由于废水中含有诸多难生物降解的物质，而废水色度的去除首先应破坏有机物的带色基团，本工艺采用兼氧、好氧生物处理工艺，就是利用兼氧菌将废水中的大分子有机物分解为低分子有机物，同时利用兼氧菌的水解作用破坏大分子有机物的有色基团，提高废水的可生化性，然后在好氧池中利用好氧菌的同化和异化作用将兼氧菌所分解的产物进行降解，从而达到脱色、去除COD的目的。由于生化处理出水中夹带诸如脱落的生物膜等难以沉降的悬浮物，故采用二次沉淀的方法以进一步提高处理效果。

2 构筑物及设备

处理构筑物及其主要设备有调节池、兼氧池、好氧池和二沉池。

2.1　兼氧、好氧池 兼氧、好氧生物处理工艺采用生物膜法，中心处理构筑物是接触氧化池，该池由池体、填料、布水和布气装置等组成。

2.1.1　池体形式 本处理系统采用直流式接触氧化池，这是一种底部同时进水与进气的接触氧化池，在填料上产生液流，生物膜受上升的水流、气流的强烈搅拌而加速更新，使其保持较高生物活性，同时又能克服填料的堵塞现象。另外上升气流撞击填料使气泡破裂，增加了接触面积，提高了氧的转移效率。

2.1.2　填料 填料是生物膜生长的载体，是接触氧化的核心部位，它直接影响生物接触氧化处理的效能。本系统的接触氧化池采用的是新型纤维组合填料。

2.1.3　布水 生物接触氧化池的进水必须均布填料层，使废水、空气、生物膜三者之间相互接触。布水管采用穿孔管，孔径为5 mm，间距为20cm。

2.1.4　布气 生物接触氧化池的布气主要有三个作用，即充氧、搅拌，防止填料层的堵塞和促进生物膜更新。本处理系统供气选用新型三叶罗茨风机，曝气设备采用微孔曝气软管以保证并提高氧的转移率。

2.2 二沉池 对于生化处理后出水中难以沉降等脱落生物膜，采用二次沉淀的处理方法加以去除，可以进一步提高出水水质。

3 细菌的培养与驯化

3.1　接种污泥 接种污泥取用某污水处理厂二沉池后经脱水的剩余污泥，兼氧和好氧两池所接种的活性污泥量共计8 吨。

3.2　温度和pH值 对于生化处理过程，一般认为水温在23 ℃～30 ℃时最好。考虑到企业所排放污水的实际水温，调试过程中尽量使得污泥菌种在实际水温下生长。排放的废水PH值在6.5左右，调试中发现生化系统出水pH值在7以上，说明生化系统对废水的pH值调节性能良好。

3.3 微生物的营养 微生物的新陈代谢需要一定比例的营养物质，除了BOD5表示的碳源外，还需要氮、磷和其他微量元素。制浆废水则往往缺乏某些关键的元素如氮和磷。在调试过程中，可补充尿素和磷酸二氢钾来补充细菌需要的氮和磷。一般对氮、磷的需要量可根据BOD5:N:P=100：5：1加以控制。

3.4　溶解氧 生化系统采用兼氧和好氧两个系统。所谓兼氧系统采用间歇曝气方法，一般每日曝气8h以维持兼氧池DO为0.5mg/L，曝气的同时起到水力搅拌和兼氧生物膜的强制剥落更新作用。好氧系统则采用连续曝气方式，溶解氧浓度控制在2mg/L左右。

3.5　进料方式 调试初期，生化系统所承受的有机负荷应低一些，采用间歇闷曝和连续进水两种方式交替进行调试。进入兼氧池和好氧池的污水按比例逐步增加，同时启动好氧池的回流泵进行回流处理，直至整个系统CODcr去除率基本稳定。

3.6　水力负荷和冲击负荷 启动时水力负荷宜低，否则可能造成污泥流失，影响填料生物膜的生长。调试过程中既不宜突然提高负荷，也不宜长期稳定在低负荷下进行，应在出水污泥浓度及去除率都较高的条件下逐渐提高负荷。当兼氧池填料CODcr负荷达到1.6 kg/m3*d；好氧池填料CODcr负荷达到1.18 kg/m3* d时，系统处理效果较好，运行稳定。

3.7　微生物的组成 在调试运行稳定后，在好氧池内可以明显看到水中存在大量的固着型纤毛类原生动物，如钟虫、盖纤虫等枝虫和菌胶团。在一般情况下，这几种原生动物多，说明游离细菌少，出水中有机物浓度较低。菌胶团较多，还可以说明污泥吸附、氧化有机物的能力大，填料挂膜已经达到预期效果。一旦填料挂膜成功，微生物培养驯化完成，系统处于连续实运转。

4 工艺运行

本工艺系统主要为生化处理部分，调试的难点是兼氧池、好氧池中填料的生物挂膜及微生物的培养驯化。结合当地气候特点，每天同步监测调节池、兼氧池、好氧池、气浮池出水中的pH值、色度、SS、CODcr等水质指标，每四小时取样化验，取一天6个水样化验的平均值。调试工作为期4月余，处理出水水质稳定。

在微生物挂膜及培养、驯化期间，随着微生物的增长和逐渐适应，处理出水中CODcr及色度的去除率逐渐提高，第四个月基本调试正常。稳定运行后经过兼氧、好氧工艺处理，pH值从调节池出水的5.2达到二沉池出水的7.3；色度从252倍降到62倍，去除率在75%；SS从180mg/L降到38mg/L，去除率在79%；CODcr从3834mg/L降到106mg/L，去除率在97%。

5 结论

兼氧、好氧生物接触氧化法处理制浆造纸废水COD、SS、色度去除效果良好，各项主要出水水质指标达到国家的排放标准，

参考文献：

[1]陈新宇，陈翼孙.难降解有机物的水解酸化预处理.化工环保.1996.10(3)：152～155.

[2]陈翼新，胡斌.气浮净水技术.北京：中国环境科学出版社.1992.

篇10

关键词:肉牛屠宰;废水处理;工艺选择;达标排放

收稿日期:2010-06-07

作者简介:翁雅彤(1968―),女,辽宁辽阳人,工程师,主要从事环境科研、环境影响评价及环境监理工作。

中图分类号:X703

文献标识码:B

文章编号:1674-9944(2010)07-0123-03

1 引言

辽宁省位于辽河流域的下游,是国家水污染治理的重点区域之一。2008年,辽宁省环境保护局颁布了DB21/1627-2008《污水综合排放标准》[1],其中COD、BOD5、SS等指标的排放标准严于国家标准,省内的多家肉牛屠宰企业必须对现有的污水处理装置进行改造,新建企业必须选择适宜的废水处理工艺以达到新标准的要求。

2 屠宰废水水质

2.1 屠宰废水来源

屠宰废水主要包括两大类:一类是屠宰前冲洗含有大量粪便、未消化饲料的圈栏水和冲洗待宰牲畜的淋洗水;另一类是屠宰废水,如烫毛时排放的含大量牛毛的高温水、清洗胴体废水、剖解清洗内脏废水、冲洗车间地面、器具等废水。宰1头牛约产生1t污水,废水水质见表1。

表1 肉牛屠宰废水水质

项目pHCODCr/mg•L-1 BOD5/mg•L-1SS/mg•L-1动植物油/mg•L-1

宰牛6.9~7.11500~5000950~1500600~1000100~260

标准[1]501020

标准[2]80306015

2.2 屠宰废水的特点

(1)水质、水量在一天内的变化比较大,排水不均匀。屠宰过程集中在凌晨,排水主要集中在这一时段,白天相对较少。

(2)有机污染物含量高。废水主要成分有牲畜粪便、血污、油脂、内脏残屑和无机盐类等。

(3)可生化性较好,BOD/COD大于0.6。

(4)废水中含有大量的血污、毛皮、内脏残屑、食物残渣以及粪便等污染物,悬浮物含量高,水呈红褐色并有明显的腥臭味,且含有较多的病原菌。

(5)与其他高浓度有机废水的最大不同在于它的NH3-N浓度较高(约120mg/g)。

3 屠宰废水处理工艺

3.1 预处理

屠宰废水中固体悬浮物(SS)较高,属易腐化的有机物,溶入废水中而成为溶解性有机质,导致废水CODCr、BOD5浓度增高,且易堵塞管道设备。

圈栏冲洗水经化粪池预处理,一般屠宰废水经筛滤预处理,然后合并进入废水处理站,预处理是整个水处理系统有效稳定运行的关键。

3.2 一级处理工艺

3.2.1 厌氧过程

屠宰废水中CODCr浓度较高,有机物主要为蛋白质和脂肪,该类物质属大分子长链有机物,难以被一般的好氧菌直接利用。因此,在其生物降解过程中,一般先通过酶的作用分解成氨基酸、碳水化合物等小分子有机物后,才能被好氧菌直接利用。

完整厌氧过程分为酸化水解和产甲烷(臭气)两个阶段,虽然有机物去除率高,但工艺条件较严格(如废水需达到一定温度,必须有有效的三相分离器以及一定的停留时间和调试时间等),而且甲烷不宜收集处理,周围的臭味较大。

3.2.2 水解酸化

酸化水解工艺是完整厌氧过程中的酸化水解阶段,是完整厌氧过程的一部分,避免了甲烷臭气的产生。

3.2.3 活性污泥

活性污泥法是一种传统且技术成熟的好氧生物处理污水的一种方法,其发展已经有100多年的历史,被广泛的应用于各类废水处理上。

在活性污泥处理系统中,好氧微生物处于悬浮状态,有机污染物从废水中被去除的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用,这一过程的结果是污水得到了净化,微生物获得了能量而合成新的细胞,活性污泥得到了增长。一般将这整个净化反应过程分为三个阶段:① 初期吸附;② 微生物代谢;③ 活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。

3.2.4 接触氧化

接触氧化是好氧生物处理工艺的另一类,属生物膜法的一种,微生物为固定状态。

3.3 二级处理工艺

3.3.1 水解酸化+接触氧化

曝气池内需要安装生物填料以作为生物的载体,其缺点是挂膜比较困难,安装于填料下面的曝气装置不易维修、二沉池沉淀效果差等,但由于无需污泥回流,管理方便,对于小型废水处理站还是可行的。

3.3.2 水解酸化+SBR(序列间歇式活性污泥法)

SBR生物反应器采用分步控制生化处理过程,以进气、曝气反应、沉降、出水和静置等5个阶段为一个运行周期,污泥沉降性能较好,污泥增殖和产泥量均较小,特别适用于生化性好且水量不大的废水。

3.3.3 水解酸化+DAT+IAT

DAT-IAT 是活性污泥工艺的一种变形,包括连续进水、连续曝气的高负荷活性污泥池(Demand Aeration Tank)(DAT)池和以连续进水、间歇曝气、间歇排水低负荷活性污泥池(Intermittent Aeration Tank)(IAT)两部分。酸化水解池的出水和间歇曝气池尾端的活性污泥同步进入DAT池,并进行连续的高强度曝气,强化了活性污泥的生物吸附作用,“初期降减”功能得到充分的发挥,60%的可溶性有机污染物被去除。

在IAT池中,由于DAT池的调节、均衡作用,进水水质稳定、负荷低,提高了对水质变化的适应性。由于C/N较低,有利于硝化菌的繁育,能够产生硝化反应。又由于进行间歇曝气和沉淀,能够形成缺氧――好氧――厌氧――好氧的交替环境,在去除BOD的同时,取得脱氮除磷的效果。此外由于DAT池的高负荷高强度曝气,强化了生物吸附作用,在微生物的细菌中,贮存了大量的营养物质,在IAT池内可利用这些物质提高内源呼吸的反硝化作用,即所谓的存储性反硝化作用。在沉淀和排水阶段也连续进水,这样能够综合利用进水中的碳源和前述的贮存性反硝化作用,具有很强的除磷脱氮功能。

DAT-IAT工艺优点还体现在SVI值较低、污泥易沉淀、不易发生污泥膨胀、仅通过时间的控制就可实现自动运行、剩余污泥量低、污泥龄长、无二沉淀池等。其有机物去除率见表2。

表2 废水水质指标

序号处理工艺BOD5去除率/%

1粗格栅、细转筛20

2酸化水解池40

3DAT池60

4IAT池92

3.4 三级处理工艺

一般情况下,二级处理出水水质能够达到《污水综合排放标准》,但是对于出水水质要求较高且需要回用的废水必须进行三级处理,即进一步的物化处理。物化处理工艺包括混凝、砂滤、消毒、气浮、生物碳过滤等等,以混凝、过滤、消毒最为常见。

4 工艺选择

4.1 选择适宜工艺

根据废水处理规模选择适宜的废水处理工艺,当设计废水处理量为200m3/d,在最佳参数下,SBR工艺对COD和NH4+-N的去除率略高于生物接触氧化工艺,系统稳定性好,对水质变化具有很强的缓冲能力[3]。规模较大时,应选择预处理-水解酸化+DAT+IAT。为确保出水水质COD低于50mg/L,还需进行三级处理。

4.2 工艺运用中的问题

(1)去除总磷。总磷的去除有两个途径:通过剩余污泥排磷或通过化学除磷。为保证废水达标,需在处理站的出水口增设一化学除磷措施,化学除磷药剂选用CaCl2或Ca(OH)2。

(2)污泥处理。屠宰废水的剩余污泥中蛋白质含量高达27%~28%,而且油性大、粘稠,使用板框压滤不易脱水。因此在设计上应解决好剩余污泥的处理问题,减少污泥量并改变污泥性能、设污泥浓缩池、选用污泥带式压滤机脱水、选用特定污泥调理药剂。

(3)消除臭味。臭味产生的原因是构筑物内废水形成死区而导致局部废水厌氧。在企业生产初期,由于废水排放量较少而导致酸化水解池的停留时间增加,工艺自动由酸化转变为厌氧而产生沼气。因此,在废水工艺的设计中,不选用厌氧处理工艺。在管理方面,即时处理清捞出的固体废弃物,消除臭味的污染源。

5 结 语

屠宰废水是一种较难处理的有机废水,选择适宜的二级处理工艺和技术参数是保证废水治理达标的关键,必要时进行三级处理。同时,应重视解决臭味、污泥等二次污染所带来的环境问题。因此正确的处理屠宰废水,能够使屠宰场能够正常生产和持续发展,同时保护周围水体环境,减轻废水污染环境问题。

参考文献:

[1] DB21/1627-2008,辽宁省污水综合排放标准[S].

[2] GB13457-92,肉类加工工业水污染物排放标准[S].