總磷超標(biāo)污水處理是當(dāng)前水環(huán)境治理領(lǐng)域的重要課題。工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)面源污染及生活污水排放導(dǎo)致水體中磷負(fù)荷持續(xù)升高,引發(fā)富營養(yǎng)化、藻類爆發(fā)等生態(tài)問題,嚴(yán)重威脅飲用水安全與水生態(tài)系統(tǒng)健康。如何有效去除污水中的總磷,以下例舉總磷超標(biāo)的處理方法。
一、生物除磷:基于微生物代謝的核心技術(shù)
生物除磷依賴聚磷菌在厭氧-好氧交替環(huán)境下的代謝特性。在厭氧階段,聚磷菌通過分解胞內(nèi)聚磷酸鹽獲取能源量,吸收揮發(fā)性脂肪酸合成儲能物質(zhì)PHB,同時(shí)釋放磷酸鹽;進(jìn)入好氧階段后,聚磷菌分解PHB獲取能源量,過量吸收環(huán)境中的磷形成聚磷酸鹽儲存。該過程需嚴(yán)格控制厭氧區(qū)溶解氧(DO<0.2mg/L)與水力停留時(shí)間,避免硝態(tài)氮干擾釋磷反應(yīng)。典型工藝如A²/O(厭氧-缺氧-好氧)系統(tǒng),通過污泥回流與內(nèi)循環(huán)設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)80%以上的生物除磷效率。
二、化學(xué)沉淀法:快速響應(yīng)的應(yīng)急強(qiáng)化手段
針對突發(fā)性總磷超標(biāo)或生物處理殘留磷(通常以正磷酸鹽形態(tài)存在),化學(xué)沉淀法可通過投加鋁鹽(如PAC)、鐵鹽(如FeCl?)或鈣基藥劑,生成AlPO?、FePO?等難溶沉淀物。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)pH值控制在6.5-7.5時(shí),鐵鹽除磷效率可達(dá)95%以上。需注意藥劑投加量優(yōu)化,過量添加會(huì)導(dǎo)致污泥產(chǎn)量增加50%-100%,并可能引發(fā)出水pH波動(dòng)、金屬離子殘留等二次污染風(fēng)險(xiǎn)。
三、物理-化學(xué)協(xié)同處理技術(shù)
吸附法:采用改性沸石、納米氧化鐵等新型吸附材料,對低濃度磷(<5mg/L)的去除率可達(dá)90%,且可通過堿液再生實(shí)現(xiàn)材料循環(huán)使用。
膜分離技術(shù):反滲透(RO)與納濾(NF)可截留98%以上的溶解態(tài)磷,特別適用于電子、制藥等行業(yè)的高純度回用水需求,但需配套膜污染清洗系統(tǒng)以控制運(yùn)維成本。
電化學(xué)法:通過電反應(yīng)產(chǎn)生的Fe²+/Fe³+離子實(shí)現(xiàn)磷的化學(xué)沉淀,同時(shí)電解產(chǎn)生的微氣泡可強(qiáng)化絮體分離,適用于中小規(guī)模分散式處理場景。
四、工藝優(yōu)化與智慧化管理
污泥調(diào)控:將污泥回流比提升至60%-100%,并通過重力濃縮或離心脫水將污泥含水率降至97%以下,可減少20%-30%的磷再釋放風(fēng)險(xiǎn)。
參數(shù)聯(lián)動(dòng)控制:建立DO、ORP(氧化還原電位)、MLSS(混合液懸浮固體濃度)的多參數(shù)反饋系統(tǒng),實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)曝氣強(qiáng)度與碳源投加量。
數(shù)字化監(jiān)測平臺:集成在線磷分析儀與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)從進(jìn)水到出水的全過程磷負(fù)荷追蹤,預(yù)警準(zhǔn)確率可達(dá)85%以上。
五、源頭控制與資源化路徑
推行清潔生產(chǎn)審核,著重管控電鍍、磷化工等高磷行業(yè)的生產(chǎn)工藝,推廣無磷洗滌劑替代方案。對于污泥中的富磷物質(zhì)(干基含磷量可達(dá)5%-8%),可通過熱解法制備磷肥或通過濕法提取制備工業(yè)級磷酸鹽,實(shí)現(xiàn)磷資源的閉環(huán)利用。
總磷超標(biāo)污水處理需要構(gòu)建“生物強(qiáng)化-化學(xué)應(yīng)急-物理截留-智能管控”四位一體的技術(shù)體系。隨著新型生物載體材料、磁分離除磷裝備及AIs優(yōu)化算法的應(yīng)用,污水處理廠的除磷精度與穩(wěn)定性將有效提升,為水體生態(tài)修復(fù)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。