污水处理中总磷(TP)和总氮(TN)超标是常见且棘手的问题,尤其在执行严格的排放标准(如一级A或更高)时。单一处理工艺往往难以同时高效去除两者,需要结合物理、化学和生物方法进行综合治理。
以下是针对总磷、总氮超标的系统性处理方案:
一、 总磷(TP)超标处理方法
磷的去除主要依赖化学除磷和生物除磷相结合。
1. 化学除磷(高效、快速)
通过投加金属盐类,与磷酸根生成难溶沉淀物。
常用药剂:
铝盐:如硫酸铝、聚合氯化铝(PAC),在中性至弱碱性条件下效果好。
铁盐:如氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁(PFS),适用pH范围广,且Fe³⁺对后续生物处理有一定促进作用。
石灰(Ca(OH)₂):通过生成羟基磷灰石沉淀,适用于高磷废水,但产泥量大。
投加点:
前置除磷:在生化前投加,可减轻生化系统负荷。
后置除磷:在二沉池后加絮凝沉淀池,作为深度处理,确保出水达标。
2. 生物除磷(经济、可持续)
利用聚磷菌(PAOs)在厌氧-好氧交替条件下,过量摄取磷并随剩余污泥排出。
关键工艺:必须设置厌氧区,如A²/O、改良A²/O、SBR、氧化沟等。
控制要点:
厌氧段BOD/TP > 20,保证聚磷菌释磷。
好氧段溶解氧(DO)> 2 mg/L,促进过量吸磷。
保持较高的污泥龄(SRT),但不宜过长,避免磷的二次释放。
3. 深度除磷
高效沉淀池:结合化学药剂与高速沉淀技术(如高密度沉淀池),快速去除磷酸盐。
过滤+吸附:砂滤、纤维滤、活性氧化铝或除磷滤料,进一步去除残余磷。
二、 总氮(TN)超标处理方法
总氮包括氨氮、硝态氮、有机氮等,去除主要依赖生物脱氮,即“硝化-反硝化”过程。
1. 生物脱氮(核心工艺)
硝化过程(好氧):
氨氮(NH₄⁺)在好氧条件下被硝化菌转化为硝酸盐(NO₃⁻)。
要求:高DO(>2 mg/L)、较长的污泥龄(>15天)、适宜温度(20-30℃)、pH 7.5-8.0。
反硝化过程(缺氧):
硝酸盐在缺氧条件下被反硝化菌还原为氮气(N₂)逸出。
要求:缺氧环境(DO < 0.5 mg/L)、充足的碳源(BOD/TKN > 4)、合适的pH(7-8)。
典型工艺:
A²/O工艺:厌氧-缺氧-好氧,可同步脱氮除磷。
氧化沟、SBR、CASS:通过时间或空间控制实现缺氧/好氧交替。
MBR(膜生物反应器):污泥浓度高,脱氮效率高。
2. 补充碳源(解决碳源不足)
当进水BOD/TKN < 3-4 时,需外加碳源以保证反硝化效率。
常用碳源:乙酸钠、葡萄糖、甲醇、复合碳源等。
3. 深度脱氮
反硝化滤池(DNF):以石英砂或陶粒为滤料,在缺氧条件下进行反硝化,可高效去除硝酸盐。
人工湿地:利用植物和微生物协同作用,适合小规模或生态处理。
三、 总磷总氮同时超标的综合解决方案
四、 实用建议
优化运行参数:控制好DO、MLSS、SRT、回流比等,确保硝化和反硝化正常进行。
监测进水水质:定期检测BOD、COD、NH₃-N、TP等,判断碳氮比、碳磷比是否合理。
药剂选择与投加:根据水质选择合适的除磷药剂,并通过小试确定最佳投加量,避免浪费和二次污染。
考虑提标改造:若现有工艺无法满足要求,建议升级为“生化系统+反硝化滤池+化学除磷+过滤”的组合工艺。
处理总磷总氮超标,关键在于:
总磷:以“生物除磷+化学除磷”为主,确保除磷彻底。
总氮:以“硝化+反硝化”为核心,必要时补充碳源或增设反硝化滤池。
综合方案:采用“生化处理+深度处理”的组合工艺,才能稳定达标。
建议根据具体水质、水量和排放标准,进行系统诊断和工艺优化,必要时咨询专业环保公司进行提标改造设计。