污水处理中除磷方法的利弊分析.pdf

1、第 23 卷 第 6 期 河 北 工 业 科 技 Vol. 23 ,No. 62006 年 11 月 Hebei Journal of Industrial Science and Technology Nov. 2006文 章 编 号 :100821534 (2006) 0620356204污 水 处 理 中 除 磷 方 法 的 利 弊 分 析牛 艳 红(石 家 庄 市 排 水 处 桥 西 污 水 处 理 厂 ,河 北 石 家 庄 050061)摘 要 :介 绍 了 污 水 除 磷 的 几 种 主 要 方 法 ,并 对 化 学 沉 淀 法 除 磷 技 术 和 生 物 除 磷 技 术 以 及

2、人 工 湿 地除 磷 技 术 进 行 了 详 细 论 述 ,简 要 分 析 了 各 种 方 法 的 利 弊 :化 学 法 除 磷 效 率 较 高 ,但 会 产 生 大 量 化 学污 泥 ;生 物 法 除 磷 操 作 简 单 ,但 除 磷 效 率 较 低 ;人 工 湿 地 除 磷 技 术 廉 价 高 效 ,但 有 待 进 一 步 发 展 完善 。关 键 词 :化 学 沉 淀 法 ;生 物 除 磷 ;人 工 湿 地中 图 分 类 号 :X703. 1 文 献 标 识 码 :AAnalysis of advantages and disadvantages of dep hosphorization

3、met hods in wastewater treat mentN IU Yan2hong(Qiaoxi Sewage Plant ,Shijiazhuang Sewerage Management ,Shijiazhuang Hebei 050061 ,China)Abstract :Introducing several main dephosphorization methods of wastewater ,the paper discussed chemical deposition dephos2phorization method ,biological dephosphori

4、zation method and constructed wetland dephosphorization method in detail and ana2lyzed their advantages and disadvantages : chemical deposition dephosphorization has higher phosphorus removal rate , but it willbring a large mount of sludge ; biological dephosphorization is more convenient for operat

5、ion ,but phosphorus removal rate islower ; constructed wetland is a low2cost technique to remove phosphorus ,but it should be developed.Key words :chemical deposition method ;biological dephosphorization ;constructed wetland随 着 工 农 业 的 发 展 和 人 口 的 增 长 ,中 国 化 肥 、 农药 、 含 磷 洗 涤 剂 的 生 产 量 和 消 费 量 迅 猛 增

6、长 ,水 污 染所 致 的 水 体 富 营 养 化 日 趋 严 重 ,湖 泊 “ 水 华 ” 及 近 海“ 赤 潮 “ 时 有 发 生 且 愈 演 愈 烈 。 水 体 富 营 养 化 已 危 害农 业 、 渔 业 、 旅 游 业 等 诸 多 行 业 ,也 对 饮 水 卫 生 和 食品 安 全 构 成 了 巨 大 的 威 胁 1 。引 起 水 体 富 营 养 化 的 主 要 营 养 成 分 包 括 有 机碳 、 氮 、 磷 、 钾 、 铁 等 。 污 水 中 有 机 碳 经 一 般 的 生 物 处理 后 可 基 本 去 除 ,氮 、 磷 之 外 的 其 他 成 分 的 含 量 相 对于 富 营

7、养 化 发 生 过 程 中 的 需 求 量 极 低 , 不 会 成 为 富营 养 化 的 限 制 因 子 。 因 此 , 引 起 藻 类 大 量 繁 殖 的 主收 稿 日 期 :2006203227 ;修 回 日 期 :2006206215责 任 编 辑 :王 海 云作 者 简 介 :牛 艳 红 (19782) ,女 ,河 北 保 定 人 ,助 理 工 程 师 ,主 要 从事 城 市 污 水 处 理 方 面 的 研 究 。要 因 子 是 氮 和 磷 。 磷 是 造 成 水 体 富 营 养 化 的 重 要 因子 。 受 磷 污 染 的 水 体 ,藻 类 大 量 繁 殖 ,藻 体 死 亡 后 分解

8、 会 使 水 体 产 生 霉 味 和 臭 味 。 许 多 种 类 还 会 产 生 毒素 ,并 通 过 食 物 链 影 响 人 类 的 健 康 ,所 以 降 低 污 水 中的 磷 含 量 具 有 重 要 的 意 义 。 目 前 污 水 处 理 中 的 除 磷方 法 主 要 有 3 大 类 :化 学 法 除 磷 、 生 物 法 除 磷 及 人 工湿 地 除 磷 。1 化 学 法 除 磷1. 1 化 学 沉 淀 法化 学 法 除 磷 包 括 化 学 沉 淀 、 离 子 交 换 、 反 渗 透 、电 渗 析 等 方 法 。 以 化 学 沉 淀 法 应 用 最 广 ,后 几 种 方法 因 处 理 费 用

9、 太 高 而 难 以 使 用 。化 学 沉 淀 法 除 磷 的 原 理 是 利 用 磷 酸 根 和 某 些 阳离 子 (如 Fe2 + ,Fe3 + 和 Al3 + ) 进 行 化 学 反 应 ,生 成 不溶 于 水 的 沉 淀 ,从 而 使 化 学 反 应 不 断 向 生 成 物 方 向进 行 ,通 过 泥 水 分 离 最 终 达 到 去 除 废 水 和 污 水 中 过量 磷 的 目 的 。 如 果 磷 以 聚 磷 酸 盐 的 形 式 存 在 于 污 水中 ,则 磷 的 去 除 依 靠 沉 淀 和 吸 附 2 种 作 用 。 一 方 面 ,聚 磷 酸 盐 通 过 水 解 反 应 生 成 正

10、磷 酸 盐 ,其 中 的 磷 酸根 与 Fe2 + ,Fe3 + 和 Al3 + 反 应 生 成 沉 淀 ;另 一 方 面 ,生成 的 沉 淀 由 于 呈 絮 状 ,又 能 吸 附 聚 磷 酸 盐 而 去 除 一部 分 磷 。 因 此 ,化 学 法 除 磷 并 不 是 简 单 的 化 学 反 应过 程 2 。 化 学 沉 淀 法 除 磷 ,混 凝 剂 投 加 的 地 点 可 以不 同 ,但 除 磷 原 理 相 同 ,其 大 致 工 艺 流 程 见 图 1。图 1 化 学 沉 淀 法 除 磷 工 艺 流 程Fig. 1 Technical procession of chemicaldeposi

11、tion methods1. 2 化 学 沉 淀 法 工 艺在 化 学 沉 淀 法 除 磷 过 程 中 ,最 有 实 用 价 值 的 混凝 剂 是 价 格 便 宜 的 铁 盐 、 铝 盐 和 石 灰 。 其 工 艺 可 细分 为 直 接 沉 淀 、 同 时 沉 淀 、 后 置 沉 淀 和 预 沉 淀 。1. 2. 1 直 接 沉 淀直 接 沉 淀 是 指 污 水 在 经 机 械 格 栅 和 除 砂 后 仅 经沉 淀 处 理 ,总 停 留 时 间 3 4 h。 混 凝 剂 可 采 用 铝盐 、 三 价 铁 盐 、 石 灰 等 ,不 能 采 用 亚 铁 盐 。直 接 沉 淀 为 北 欧 国 家 很

12、 多 处 理 厂 所 采 用 ,除 磷效 率 约 为 90 % ,有 机 物 去 除 率 约 为 75 % ,因 此 是 一种 很 经 济 有 效 的 处 理 工 艺 。1. 2. 2 同 时 沉 淀同 时 沉 淀 是 指 将 化 学 混 凝 剂 投 加 到 活 性 污 泥 生化 处 理 工 段 ,一 般 投 加 到 生 化 池 的 首 端 或 末 端 。 生化 池 即 为 混 凝 池 ,生 物 污 泥 与 化 学 污 泥 在 随 后 的 沉淀 池 一 同 沉 淀 。 总 水 力 停 留 时 间 约 为 11. 5 h。 混 凝剂 可 采 用 铝 盐 、 三 价 铁 盐 、 亚 铁 盐 等 ,

13、不 能 采 用 石 灰 。同 时 沉 淀 除 磷 效 率 为 90 %左 右 ,出 水 磷 质 量 浓度 一 般 为 1 mg/ L 。 所 投 加 的 混 凝 剂 在 去 除 磷 的 同时 对 有 机 物 的 固 液 分 离 也 有 帮 助 。 由 于 化 学 污 泥 与生 物 污 泥 同 时 沉 淀 ,增 加 了 污 泥 量 ,因 此 会 使 泥 龄 比单 纯 生 化 处 理 时 显 著 减 小 而 影 响 硝 化 程 度 。1. 2. 3 后 置 沉 淀后 置 沉 淀 是 生 化 处 理 出 水 经 过 化 学 处 理 后 ,污泥 采 用 气 浮 或 过 滤 而 不 是 沉 淀 进 行

14、分 离 ,常 归 为 三级 处 理 工 艺 。 总 水 力 停 留 时 间 约 为 12 h。 混 凝 剂可 采 用 铝 盐 、 三 价 铁 盐 、 石 灰 等 ,不 能 采 用 亚 铁 盐 。后 置 沉 淀 是 常 采 用 的 除 磷 效 果 最 好 的 工 艺 ,磷去 除 率 大 于 95 % ,出 水 磷 质 量 浓 度 一 般 低 于 0. 5mg/ L 。 通 常 ,将 后 置 沉 淀 的 化 学 污 泥 打 回 到 初 沉 段与 初 沉 污 泥 共 沉 ,这 可 使 污 泥 更 易 于 浓 缩 并 有 助 于提 高 初 沉 池 的 处 理 效 率 。 对 生 物 处 理 也 起 到

15、 把 关 作用 ,在 负 荷 高 时 可 防 止 敏 感 的 生 物 污 泥 的 流 失 ,因 此在 除 磷 的 同 时 也 提 高 了 BOD (生 化 需 氧 量 ) 等 的 去除 效 果 。1. 2. 4 预 沉 淀预 沉 淀 是 在 初 沉 池 沉 淀 除 磷 ,随 后 污 水 再 进 入生 物 处 理 段 。 总 水 力 停 留 时 间 约 为 9 h。 磷 去 除 率大 于 90 % ,混 凝 剂 可 采 用 铝 盐 、 三 价 铁 盐 等 ,不 能 采用 亚 铁 盐 和 石 灰 3 。常 规 生 化 处 理 工 艺 大 约 能 够 去 除 90 %的 BOD ,其 中 初 沉 去

16、 除 30 % ,二 级 生 化 去 除 60 % ,剩 余 的10 %随 出 水 排 出 。 增 加 化 学 预 沉 淀 改 变 了 有 机 物 去除 的 分 配 比 例 ,如 同 为 90 %的 去 除 率 ,大 约 有 75 %的 BOD 可 在 初 沉 阶 段 去 除 ,仅 有 15 %的 有 机 物 在生 化 处 理 阶 段 去 除 ,因 此 生 化 处 理 段 可 大 大 压 缩 。预 沉 淀 工 艺 通 常 用 于 现 有 超 负 荷 运 转 的 污 水 处 理 厂改 造 ,以 降 低 生 物 处 理 段 的 负 荷 ,从 而 降 低 能 耗 和 生化 污 泥 产 量 。 预 沉

17、 淀 还 可 去 除 有 毒 物 质 从 而 对 敏 感的 生 物 段 起 到 保 护 作 用 ,并 使 水 力 停 留 时 间 明 显 缩短 。从 能 耗 角 度 来 看 ,特 别 是 电 费 较 高 时 ,预 沉 淀 是十 分 必 要 的 。 化 学 药 剂 费 用 可 从 生 化 段 节 省 的 能 耗和 除 磷 效 果 得 到 充 分 补 偿 。在 全 世 界 普 遍 强 调 水 环 境 应 大 规 模 控 磷 的 情 况下 ,化 学 沉 淀 法 除 磷 迄 今 为 止 仍 是 实 用 有 效 的 技 术 。其 优 点 是 :操 作 简 单 、 除 磷 效 果 好 、 处 理 效 率

18、可 达80 % 90 % ,且 效 果 稳 定 ,不 会 重 新 放 磷 而 导 致 二 次污 染 ,当 进 水 浓 度 较 大 或 有 一 定 波 动 时 ,仍 有 较 好 的除 磷 效 果 。 缺 点 是 :该 法 所 用 药 量 大 ,处 理 费 用 较高 ,且 产 生 大 量 的 化 学 污 泥 。2 生 物 法 除 磷生 物 法 除 磷 的 原 理 是 某 些 细 菌 交 替 地 处 于 厌 氧与 好 氧 条 件 下 ,在 厌 氧 时 ,细 菌 吸 收 低 分 子 的 有 机 物并 以 聚 2羟 基 丁 酸 ( P HB) 等 形 式 在 体 内 储 存 起 来 ,同 时 将 细 胞

19、 原 生 质 中 聚 合 磷 酸 盐 以 正 磷 酸 盐 的 方 式释 放 出 来 ,此 时 污 水 中 磷 的 含 量 升 高 ,BOD 的 含 量降 低 。 然 后 在 好 氧 条 件 下 ,细 菌 将 吸 收 的 有 机 物( P HB)氧 化 分 解 ,并 提 供 能 源 ,同 时 从 污 水 中 吸 收大 量 的 磷 ,以 聚 磷 酸 盐 的 形 式 储 存 起 来 ,其 吸 收 的 量大 于 其 释 放 的 量 ,这 时 污 水 中 的 磷 含 量 大 大 降 低 ,通753 第 6 期 牛 艳 红 污 水 处 理 中 除 磷 方 法 的 利 弊 分 析过 把 剩 余 污 泥 排

20、出 系 统 ,同 时 将 细 菌 摄 入 的 磷 排 走 ,从 而 达 到 除 磷 的 目 的 4 。 其 大 致 工 艺 流 程 见 图 2。图 2 生 物 法 除 磷 的 工 艺 流 程Fig. 2 Technical procession of biologicaldephosphorization2. 1 传 统 生 物 处 理 工 艺1)传 统 活 性 污 泥 法传 统 活 性 污 泥 法 ,是 指 在 供 氧 充 足 的 条 件 下 ,利用 活 性 污 泥 来 凝 聚 、 吸 附 、 氧 化 分 解 污 水 中 的 有 机 物而 使 污 水 得 到 净 化 的 一 种 方 法 。活

21、 性 污 泥 的 含 磷 量 约 在 2 %左 右 。 举 例 来 说 如果 二 级 生 物 处 理 的 进 水 BOD 的 质 量 浓 度 为 200mg/ L ,活 性 污 泥 产 率 则 在 80 mg/ L 左 右 ,随 剩 余 污泥 排 除 的 磷 的 质 量 浓 度 约 为 1. 6 mg/ L , 即 去 除 (BOD) ( P ) = 125 1。 由 于 一 般 污 水 中 (BOD) / ( P)的 值 远 低 于 此 值 ,所 以 一 般 活 性 污 泥法 仅 能 去 除 大 约 20 %的 磷 。2)生 物 稳 定 塘生 物 稳 定 塘 是 一 种 强 化 天 然 净

22、化 能 力 的 构 筑物 ,利 用 水 中 的 微 生 物 、 藻 类 和 水 生 植 物 等 对 污 水 进行 生 物 处 理 ,使 污 水 净 化 。通 常 ,其 除 磷 率 为 10 % 15 %。 如 果 在 生 物 稳定 塘 内 养 殖 丹 凤 莲 ,除 磷 率 可 达 60 %以 上 。 据 报道 ,在 以 色 列 等 国 家 ,采 用 高 速 藻 类 生 物 稳 定 塘 处 理生 活 污 水 时 ,除 磷 率 可 达 到 90 % ,但 是 ,生 物 稳 定 塘受 光 照 和 温 度 的 影 响 较 大 ,一 般 占 地 面 积 也 大 。3) 土 地 处 理土 地 处 理 是

23、通 过 土 壤 表 面 的 物 理 、 化 学 及 生 物作 用 处 理 废 水 的 方 法 。 就 除 磷 而 言 ,主 要 是 通 过 土壤 的 物 化 吸 附 、 沉 淀 作 用 和 生 物 吸 收 作 用 来 完 成 的 。国 内 外 的 研 究 结 果 表 明 ,其 除 磷 率 可 达 80 %90 %以 上 。 但 是 ,该 种 方 法 占 地 面 积 大 ,许 多 大 城 市没 有 条 件 采 用 5 。一 般 说 ,传 统 的 生 物 法 可 以 有 效 地 去 除 污 水 中的 有 机 物 ,但 除 磷 效 率 较 低 。 这 是 因 为 细 菌 为 了 合成 菌 体 虽 然

24、 需 要 磷 ,但 所 需 数 量 有 限 。 所 以 单 纯 利用 传 统 生 物 除 磷 工 艺 很 难 满 足 出 水 要 求 。2. 2 强 化 生 物 除 磷 工 艺强 化 生 物 除 磷 工 艺 作 为 一 种 比 化 学 沉 淀 法 更 具竞 争 力 和 应 用 前 景 的 技 术 从 20 世 纪 80 年 代 起 逐 步得 到 发 展 。强 化 生 物 除 磷 实 际 上 是 将 活 性 污 泥 法 与 厌 氧 生物 选 择 器 相 结 合 ,通 过 选 择 器 筛 选 出 能 在 好 氧 条 件下 超 量 吸 磷 的 聚 磷 菌 。 普 通 细 菌 结 构 需 要 的 含

25、磷 量约 为 其 质 量 的 2. 3 % ,而 聚 磷 菌 体 内 磷 的 含 量 可 达8 % ,甚 至 更 多 ,因 此 通 过 剩 余 污 泥 排 放 可 达 到 污 水除 磷 的 目 的 。1)强 化 生 物 除 磷 的 典 型 工 艺根 据 生 物 除 磷 的 原 理 可 知 ,生 物 除 磷 包 括 厌 氧释 磷 和 好 氧 摄 磷 2 个 过 程 ,所 以 生 物 除 磷 工 艺 流 程一 般 由 厌 氧 池 和 好 氧 池 组 成 。 按 照 磷 的 最 终 去 除 方式 和 构 筑 物 的 组 成 ,现 有 的 除 磷 工 艺 流 程 分 为 主 流除 磷 工 艺 和 侧

26、流 除 磷 工 艺 2 类 。主 流 除 磷 工 艺 厌 氧 池 在 污 水 水 流 方 向 上 ,磷 的最 终 去 除 通 过 剩 余 污 泥 排 放 。 主 流 除 磷 有 多 个 系列 ,包 括 A/ O ,A2 / O ,Bardenp ho , SBR 等 ,最 简 单 、最 基 本 的 工 艺 为 厌 氧 2好 氧 法 ,简 称 A/ O 法 。 该 工艺 是 使 微 生 物 顺 次 处 于 厌 氧 和 好 氧 环 境 中 。 特 点 是速 率 高 ,水 力 停 留 时 间 短 ,在 典 型 设 计 的 厌 氧 区 停 留时 间 为 0. 5 1. 0 h ,好 氧 区 为 1 3

27、 h ,系 统 的 泥 龄也 短 ,因 此 系 统 往 往 不 会 发 生 硝 化 ,回 流 污 泥 中 也 就不 会 携 带 NO -3 至 厌 氧 区 。 但 该 工 艺 除 磷 率 较 低 ,城 市 污 水 除 磷 率 约 为 75 %。 而 且 受 运 行 条 件 和 环境 条 件 影 响 大 ,水 质 波 动 较 大 时 也 会 对 除 磷 效 果 产生 一 定 影 响 。侧 流 除 磷 以 Phostrip 工 艺 为 代 表 ,它 是 与 化 学沉 淀 相 结 合 的 生 物 除 磷 工 艺 ,在 污 泥 的 回 流 线 上 ,部分 回 流 污 泥 分 流 到 完 全 封 闭 的

28、 厌 氧 罐 中 ,磷 在 此 释放 并 与 污 泥 分 离 。 释 放 磷 后 的 污 泥 再 返 回 曝 气 池 ;含 磷 的 上 清 液 后 续 采 用 石 灰 等 磷 酸 钙 形 式 沉 淀 。 厌氧 罐 不 在 污 水 主 流 方 向 上 ,而 在 回 流 污 泥 的 侧 流 中 。同 其 他 化 学 除 磷 工 艺 相 比 ,由 于 只 占 总 流 量 一 小 部分 的 废 水 需 加 药 处 理 ,故 大 大 减 少 了 化 学 药 物 的 投加 量 和 化 学 污 泥 量 。 同 其 他 主 流 生 物 除 磷 工 艺 相比 ,对 进 水 (BOD) / ( P) 值 要 求

29、不 严 格 ,在 进 水BOD 不 高 ,但 处 理 操 作 合 理 时 ,出 水 TP (总 磷 ) 质 量浓 度 可 低 于 1 mg/ L 。 该 工 艺 受 外 界 影 响 小 ,操 作 灵活 ,除 磷 效 果 好 且 稳 定 ,适 合 已 建 成 污 水 处 理 厂 的 改造 ;缺 点 是 流 程 复 杂 ,运 行 费 用 高 。2)生 物 除 磷 的 新 发 展近 年 来 发 现 了 一 种 兼 性 厌 氧 反 硝 化 除 磷 细 菌DPB 能 在 缺 氧 (无 氧 ,有 NO -3 ) 环 境 下 摄 磷 ,电 子 受体 是 NO -3 。 DPB 在 缺 氧 环 境 下 摄 磷

30、 ,同 步 实 现 了脱 氮 和 除 磷 6 。 该 技 术 可 分 别 节 省 50 %和 30 %的COD (化 学 需 氧 量 ) 与 O2 消 耗 量 ,相 应 减 少 50 %的剩 余 污 泥 量 。 这 种 生 物 除 磷 新 途 径 将 反 硝 化 脱 氮 和853 河 北 工 业 科 技 第 23 卷 生 物 除 磷 有 机 地 合 二 为 一 ,是 反 硝 化 除 磷 可 节 省 能源 和 资 源 的 原 因 所 在 ,因 此 ,被 誉 为 适 合 可 持 续 发 展的 绿 色 工 艺 7 。目 前 ,反 硝 化 除 磷 技 术 已 从 基 础 性 研 究 发 展 到了 工

31、程 应 用 阶 段 。 为 满 足 DPB 所 需 环 境 和 基 质 的需 要 ,工 艺 可 分 为 单 、 双 级 工 艺 。 单 级 工 艺 有 UCT ,Carousel 氧 化 沟 、 Bio2Denip ho 等 工 艺 。 在 单 级 工 艺中 ,DPB 细 菌 、 硝 化 细 菌 及 非 聚 磷 异 氧 菌 同 时 存 在于 悬 浮 增 长 混 合 液 中 ,顺 序 经 历 了 厌 氧 、 缺 氧 、 好 氧3 种 环 境 。 在 双 级 工 艺 中 。 硝 化 菌 独 立 于 DPB 而单 独 存 在 于 固 定 生 物 膜 反 应 器 中 ,如 Dep hanox 等 。总

32、 体 来 说 生 物 除 磷 工 艺 除 了 其 诸 多 优 点 外 ,缺点 也 很 明 显 。 首 先 ,它 对 工 艺 条 件 的 变 化 (如 p H值 、 温 度 和 污 泥 龄 等 )较 化 学 除 磷 工 艺 更 为 敏 感 。 其次 ,它 必 须 保 持 非 常 低 的 出 水 悬 浮 物 浓 度 。 第 三 ,生物 除 磷 工 艺 的 污 泥 并 不 太 好 处 理 。 污 泥 一 旦 处 于 厌氧 状 态 ,磷 随 即 发 生 释 放 ,因 此 要 避 免 重 力 浓 缩 ,尽量 采 取 气 浮 浓 缩 后 迅 速 脱 水 或 直 接 脱 水 ,且 初 沉 污泥 与 剩 余

33、污 泥 最 好 是 分 开 进 行 浓 缩 脱 水 直 到 泥 处 理末 端 再 混 在 一 起 。 浓 缩 脱 水 的 清 液 在 回 到 水 处 理 段前 均 需 化 学 沉 淀 法 除 磷 。无 论 化 学 法 除 磷 还 是 生 物 法 除 磷 都 存 在 一 定 的局 限 性 ,因 而 发 展 和 推 广 简 便 有 效 的 污 水 除 磷 技 术日 益 受 到 广 泛 关 注 。3 人 工 湿 地 除 磷 8 自 20 世 纪 60 年 代 中 期 以 来 ,人 工 湿 地 除 磷 技术 不 断 发 展 并 得 到 推 广 应 用 。 人 工 湿 地 是 指 通 过 选择 一 定

34、的 地 理 位 置 与 地 形 ,并 模 拟 天 然 湿 地 的 结 构与 功 能 ,根 据 人 们 的 需 要 人 为 设 计 与 建 设 的 湿 地 。人 工 湿 地 是 一 个 自 适 应 的 系 统 ,其 中 水 体 、 基 质 、 水生 植 物 和 微 生 物 是 构 成 人 工 湿 地 污 水 处 理 系 统 的 4个 基 本 要 素 ,其 除 污 的 原 理 主 要 是 利 用 湿 地 的 基 质 、水 生 植 物 和 微 生 物 之 间 的 相 互 作 用 ,通 过 一 系 列 物理 、 化 学 以 及 生 物 作 用 的 途 径 净 化 污 水 。 其 中 物 理作 用 主

35、要 是 过 滤 、 沉 积 作 用 ,污 水 进 入 湿 地 ,经 过 基质 层 及 植 物 茎 叶 和 根 系 ,可 以 过 滤 、 截 流 污 水 中 的 悬浮 物 ,使 之 沉 积 在 基 质 中 。 化 学 作 用 主 要 指 化 学 沉淀 、 吸 附 、 离 子 交 换 、 氧 化 还 原 反 应 等 ,这 些 化 学 反 应的 发 生 主 要 取 决 于 所 选 择 的 基 质 类 型 。 生 化 作 用 主要 指 微 生 物 在 好 氧 、 厌 氧 及 兼 氧 状 态 下 通 过 开 环 、 断链 分 解 成 简 单 分 子 、 小 分 子 等 作 用 ,实 现 对 污 染 物

36、的降 解 和 去 除 。 构 成 人 工 湿 地 的 4 个 要 素 都 具 有 单 独的 净 化 污 水 的 能 力 ,尤 其 是 人 工 湿 地 基 质 中 的 微 生物 类 群 在 人 工 湿 地 净 化 过 程 中 起 到 极 其 重 要 的 作用 。人 工 湿 地 除 磷 技 术 是 一 种 廉 价 有 效 的 污 水 处 理技 术 ,它 是 在 一 般 人 工 湿 地 系 统 的 基 础 上 ,通 过 人 为控 制 措 施 优 化 系 统 ,达 到 以 除 磷 为 主 要 目 标 的 废 水除 磷 技 术 。 目 前 该 技 术 广 泛 应 用 于 生 活 污 水 、 农 业点 源

37、 污 染 和 面 源 污 染 处 理 ,以 及 水 体 富 营 养 化 问 题的 治 理 。 其 优 点 是 :效 率 高 、 投 资 少 、 耗 能 低 、 操 作 简单 、 设 置 灵 活 、 维 护 和 运 行 费 用 低 廉 ,可 作 为 传 统 的污 水 除 磷 技 术 的 一 种 有 效 替 代 方 案 ,对 于 节 省 资 金 ,保 护 水 环 境 以 及 进 行 有 效 的 生 态 恢 复 具 有 十 分 重 要的 现 实 意 义 。 但 要 将 其 更 好 地 应 用 ,还 有 许 多 工 作要 做 ,例 如 :要 进 一 步 弄 清 人 工 湿 地 除 磷 的 机 理 ,进

38、一 步 确 定 外 部 各 因 素 对 除 磷 效 果 的 影 响 程 度 ,构 建更 长 久 、 高 效 的 除 磷 人 工 湿 地 系 统 等 。4 结 语综 上 所 述 ,化 学 沉 淀 法 除 磷 工 艺 虽 除 磷 效 率 相对 较 高 ,但 消 耗 化 学 药 剂 并 产 生 大 量 的 化 学 污 泥 ,处理 成 本 相 对 昂 贵 ;而 传 统 的 生 物 处 理 工 艺 操 作 简 单 ,但 磷 去 除 效 率 较 低 ,难 以 满 足 出 水 要 求 ;生 物 除 磷 工艺 是 相 对 比 较 经 济 的 除 磷 方 法 ,其 中 聚 磷 菌 除 磷 工艺 是 当 前 研

39、究 的 热 点 ,但 也 存 在 诸 多 缺 陷 ;人 工 湿 地除 磷 技 术 具 有 投 资 少 ,处 理 效 果 好 ,运 行 维 护 方 便 等特 点 ,但 要 更 好 的 应 用 ,还 需 进 一 步 扩 大 其 应 用 研 究范 围 。笔 者 建 议 应 根 据 城 镇 污 水 处 理 厂 污 染 物 排 放标 准 ( GB 18918 2002) 中 的 总 磷 排 放 标 准 及 污水 综 合 排 放 标 准 ( GB 8978 1996) 中 对 总 磷 的 要求 来 确 定 除 磷 工 艺 。 当 污 水 处 理 厂 对 出 水 中 总 磷 的要 求 为 二 级 以 下 时

40、 可 以 不 考 虑 化 学 法 除 磷 ,只 采 用生 物 除 磷 或 人 工 湿 地 除 磷 技 术 便 可 达 标 ;而 当 对 污水 处 理 厂 出 水 或 生 产 企 业 处 理 后 的 废 水 要 求 达 到GB 18918 2002 一 级 标 准 与 GB 8978 1996 二 级标 准 时 ,则 应 采 用 生 物 除 磷 法 与 化 学 沉 淀 除 磷 法 相结 合 的 工 艺 。 同 时 还 应 考 虑 原 水 水 质 、 出 水 中 总 磷的 排 放 标 准 、 生 物 化 学 法 的 先 后 顺 序 组 合 、 运 行 费用 、 处 理 工 艺 流 程 的 复 杂

41、程 度 、 产 生 的 污 泥 量 多 少 等诸 多 因 素 。参 考 文 献 : 1 郭 夏 丽 ,郑 平 ,梅 玲 玲 . 厌 氧 除 磷 种 源 的 筛 选 与 厌 氧 除 磷 条 件的 研 究 J . 环 境 科 学 学 报 ,2005 ,25 (2) :2382241.2 陈 华 . 化 学 沉 淀 法 除 磷 和 生 物 法 除 磷 的 比 较 J . 上 海 环 境 科学 ,1997 , (6) :33235.(下 转 第 384 页 )953 第 6 期 牛 艳 红 污 水 处 理 中 除 磷 方 法 的 利 弊 分 析等 22 。3 展 望高 锌 铝 合 金 性 能 优 良

42、,原 材 料 成 本 低 ,熔 化 耗 能低 ,倍 受 人 们 的 关 注 。 中 国 铜 资 源 短 缺 ,铝 、 锌 资 源丰 富 ,大 力 研 究 和 推 广 高 锌 铝 合 金 的 应 用 具 有 重 要的 经 济 意 义 。 然 而 高 锌 铝 合 金 还 有 许 多 缺 点 ,如 一般 只 能 在 150 以 下 使 用 ,高 温 时 出 现 软 化 现 象 ,在使 用 过 程 中 ,尺 寸 不 稳 定 以 及 铸 态 下 塑 性 和 韧 性 较低 ,这 严 重 地 阻 碍 了 高 锌 铝 合 金 的 应 用 。 为 此 ,在 今后 的 研 究 中 应 该 深 入 开 展 高 锌

43、铝 合 金 基 础 研 究 ,找出 其 铸 态 和 热 处 理 态 组 织 变 化 的 机 理 ;研 究 切 实 可行 、 稳 定 的 变 质 剂 和 变 质 工 艺 ,提 高 其 综 合 力 学 性 能和 耐 磨 性 ;加 速 高 锌 铝 合 金 半 固 态 铸 造 以 及 喷 雾 沉积 快 速 凝 固 技 术 的 研 究 ,并 形 成 规 模 生 产 ;加 速 高 锌铝 合 金 复 合 材 料 的 研 究 ,并 制 定 切 实 可 行 的 生 产 工艺 ,从 而 进 一 步 地 提 高 高 锌 铝 合 金 的 综 合 性 能 ,拓 宽其 应 用 范 围 。参 考 文 献 : 1 王 琰 ,

44、谢 敬 佩 ,陈 全 德 ,等 . Ce 对 ZA27 合 金 组 织 性 能 的 影 响J . 特 种 铸 造 及 有 色 合 金 ,2004 , (2) :63265. 2 亓 效 刚 ,孙 高 祚 ,耿 浩 然 ,等 . 锑 对 ZA27 合 金 性 能 与 组 织 的 影响 J . 铸 造 ,2003 , (10) :7582761. 3 魏 晓 伟 ,沈 保 罗 . 锰 对 ZA27 合 金 压 蠕 变 行 为 的 影 响 J . 热 加工 工 艺 ,2003 , (1) :15217. 4 赵 品 ,沈 焕 祥 ,张 艳 新 . ZA27 合 金 超 塑 性 及 添 加 Mn 和

45、Ni 的影 响 J . 有 色 金 属 ,2004 , (4) :8213. 5 苏 德 煌 . 锂 对 ZA27 合 金 高 温 力 学 性 能 的 影 响 J . 特 种 铸 造 及有 色 合 金 ,1998 , (6) :26227. 6 SAVAS M A , AL TIN TAS S. The microstructural control ofcast and mechanical properties of Zinc2aluminium alloys J .Materials Science ,1993 , (28) :1 77521 780. 7 侯 平 均 ,倪 锋 ,龙 锐

46、 ,等 . 高 锌 铝 合 金 的 钛 和 锆 变 质 机 理 研究 J . 铸 造 设 备 研 究 ,2003 , (1) :12215. 8 WEI Xiao2wei , SHEN Bao2luo. Effect of Zr on behavior ofcompressive creep in as cast ZA27 alloy J . Transactions ofNonferrous Metals Society of China ,2003 , (4) : 8182823. 9 CHEN T J , HAO Y ,Sun J ,et al. Effect s of Mg and R

47、E addi2tions on t he semi2solid microstructure of zinc alloy ZA27 J .Science and Technology of Advanced Materials , 2003 , ( 6 ) :4952502. 10 田 卫 平 ,亢 若 谷 ,彭 茂 公 ,等 . 稀 土 对 锌 铝 合 金 ZnAl227 性 能 的改 善 J . 云 南 冶 金 ,2002 , (4) :45257.11 L IU Gui2li , L I Rong2de , ZHOU Zhen2ping. Study on modifi2cation m

48、echanism of rare eart h in ZA27 cast alloy wit h elec2tronic t heory and molecular dynamics met hodJ . Journal ofMaterials Science & Technology ,2004 , (5) : 5862588. 12 QU D W , Yi Z L , XIAO Q Z ,et al. Effect s of RE on micro2structure and properties of AZ91 magnesium alloyJ . TransNonferrous Met

49、 Soc China ,2000 ,10 (2) :2362239. 13 于 海 朋 ,张 尚 洲 ,白 彦 华 ,等 . 热 处 理 对 挤 压 铸 造 ZA432Mn 合金 组 织 和 性 能 的 影 响 J . 特 种 铸 造 及 有 色 合 金 ,2002 , (4) :2332235. 14 谢 敬 佩 ,祝 要 民 ,王 晓 颖 ,等 . 高 耐 磨 、 高 阻 尼 锌 合 金 研 究 J .特 种 铸 造 及 有 色 合 金 ,1999 , (2) :10213. 15 陆 松 ,许 广 济 ,陈 体 军 . 等 温 处 理 对 半 固 态 ZA27 组 织 演 变的 影 响 J . 热 加 工 工 艺 ,2000 , (1) :42244.