廢水總磷的處理方法范文

導語：如何才能寫好一篇廢水總磷的處理方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

論文關鍵詞：鐵炭微電解，光催化氧化，有機磷廢水

 

磷是造成水體富營養化的重要原因，對高有機磷廢水的處理一直是工業企業環境污染治理的難題。雖然對處理高有機磷的研究一直沒有中斷過，但目前處理效果好、運行費用低的方法還不多。這是因為磷的排放標準較高（GB8978-1996《污水綜合排放標準》中磷的一級排放標準為不超過0.5mg/l），且處理成本較高，一般企業難以承受。

1工程概況

某化工企業主要生產鹵代烷基磷酸酯阻燃劑，廢水主要來自生產車間的堿洗、酸洗、水洗及部分水沖泵廢水。廢水呈強酸性，COD、SS、P等較高。針對該廢水有機磷含量高的特點，采用鐵炭微電解+光催化氧化+生化工藝，經過八個月調試，廢水處理系統運行穩定，且達標排放。廢水設計參數見表1。

 

項目

 

  ρ(COD)

（mg·L-1）

ρ(BOD5)

（mg·L-1）

ρ（總磷）

（mg·L-1）

ρ（NH3-N）

（mg·L-1）

pH

進水水質

≤13000

≤3500

≤675

≤121

2～3

出水水質

≤100

≤20

≤0.5

篇2

關鍵詞：環境監測；測定；水質總磷；標準方法；探討

中圖分類號：X8

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0052-03

1 引言

目前，在環境監測中，水質總磷的測定標準方法主要是GB11893-89《水質 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》[1]（以下簡寫為GB11893-89）。筆者在測定水質總磷時，按照該標準用3 cm比色皿繪制工作曲線，曲線主體部分的吸光度不在光度法的最佳范圍0.1～0.7內，無法得到符合質控要求的工作曲線，即工作曲線r≥0.9990，從而發現該標準有需要完善的地方。筆者對此進行了一些探討，改用2 cm比色皿繪制工作曲線，把曲線主體部分吸光度控制在0.1～0.7之內，實驗結果證明解決了前述問題。

2 在環境監測中測定水質總磷工作及其方法標準的選定

在環境監測中測定水質總磷的工作是一種常規性的工作。這項工作包括地表水、污水和工業廢水中總磷的測定。磷是評價水質的重要指標。測定水質中的總磷就是非常必要非常重要的。

環境監測測定水質中總磷的方法主要是GB11893-89。一是根據《水和廢水監測分析方法》[2]，測定總磷可以采用離子色譜法、鉬銻抗光度法亦即鉬酸銨分光光度法、氯化亞錫還原鉬藍法、孔雀綠-磷鉬雜多酸法、羅丹明6G（Rh6G）熒光分光光度法。其中鉬銻抗光度法為（A）類，也是《水和廢水監測分析方法》指定的唯一的（A）類，離子色譜法和孔雀綠-磷鉬雜多酸法為（B）類，羅丹明6G（Rh6G）熒光分光光度法靈敏度最高。二是根據《水和廢水監測分析方法》，該書所列方法分為三類，A類、B類和C類，其中A類最優先使用，B類次之，C類是最不優先使用，是試用的方法。總磷的測定只有鉬銻抗分光光度法為（A）類，應該優先采用。所以，測定地表水水中總磷標準方法優先采用鉬銻抗光度法。三是有許多現行的環境水質標準和污水排放標準，其配套的監測總磷的方法標準，都是GB11893-89。比如地表水環境質量標準GB3838-2002《地表水環境質量標準》，污水的綜合排放標準GB8978-1996《污水綜合排放標準》，城鎮污水廠的排放標準18918-《城鎮污水處理廠污染物排放標準》等，其中測定總磷的標準方法均指定用GB11893-89。四是GB11893-89，其中專門說明：本標準適用于地面水，污水和工業廢水。五是筆者在環境監測日常工作中，根據行業的質量保證手冊和技術規范要求測定水質中總磷，主要是采用GB11893-89。總之，在環境監測中，測定水質中總磷的方法，主要是GB11893-89，而且環保部門把它定格成為方法標準。

3 GB11893-89中測定水質總磷方法概要

在該標準方法中總磷測定的原理及其測定范圍。樣品預處理：水質中的磷以多種價態形式存在，因此，第一步是對水樣進行預處理，把水樣中幾乎都以各種磷酸鹽的形式存在的磷轉化成正磷酸鹽。預處理可以采用過硫酸鉀消解法和硝酸-高氯酸消解法。測定原理：在酸性條件下，正磷酸鹽與鉬酸銨、酒石酸銻氧鉀反應，生成磷鉬雜多酸，被還原劑抗壞血酸還原，生成藍色絡合物，通常即稱磷鉬藍。測定范圍：取25 mL試料，最低檢出濃度為0.01 mg/L，測定上限為0.6 mg/L。

監測分析過程。根據 GB/T11893-1989，該方法的基本分析步驟：①量取一定數量的試料水樣，用過硫酸鉀（或者硝酸-高氯酸）作氧化劑，進行消解，達到預處理的目的。②取適當數量的經過消解的試料水樣，定容到50 mL，加1 mL抗壞血酸溶液（100 g/L）混勻，30 s后加2 mL鉬酸鹽溶液（溶解13 g鉬酸銨于100 mL水中，溶解0.35 g酒石酸銻鉀于100 mL水中，依次將上述溶液加到1+1濃度的300 mL硫酸溶液中）充分混勻，進行發色。③分光光度測量，將經過發色的水樣，在室溫下放置15 min后，使用30 mm比色皿，在700 nm波長下，以水做參比，測定吸光度。扣除空白試驗的吸光度后，從工作曲線上查得磷的含量。④工作曲線的繪制，取7支50 mL具塞刻度比色管，分別加入0.0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0，15.0 mL磷酸鹽標準溶液（2.00 μg/mL），加水至25mL，然后按照上述做試料水樣步驟進行處理，以水為參比，測定吸光度，扣除空白試驗的吸光度，和對應的磷的含量繪制工作曲線。五是結果計算，總磷含量以C（mg/L）表示，按照下式計算：c=m/v，式中：m為試樣測得含磷量，μg；v為測定用試樣體積，mL。

精密度與準確度。13個化驗室測定（過硫酸鉀消解）含磷2.06 mg/L的統一樣品，重復性：實驗室內相對標準偏差為0.75%；再現性：實驗室間相對標準偏差為1.5%；準確度：相對誤差為+1.9%。

篇3

[關鍵詞]全自動水質分析儀法 磷酸鹽 總磷 水

中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01

在天然水和廢水中，磷幾乎都以各種磷酸鹽的形式存在，它們分為正磷酸鹽，縮合磷酸鹽和有機結合的磷，它們存在于溶液中，腐殖質粒子中或水生生物中。一般天然水中磷酸鹽含量不高。化肥、冶煉、 合成洗滌劑等行業的工業廢水及生活污水中常含有較大量磷。磷是生物生長必須的元素之一。但水體中磷含量過高，可造成藻類的過度繁殖，直至數量上達到有害的程度，造成湖泊、河流透明度降低，水質變壞。磷是評價水質的重要指標[2]。

全自動水質分析儀法較之傳統理化檢測方法具有快速、高通量的優點，滿足水質檢測要求，實際應用效果良好。

1、實驗部分

1.1 儀器與試劑

Gallery全自動水質分析儀、高壓滅菌鍋，1～1.5kg/cm2、50ml（磨口）具塞刻度管、過硫酸鉀、酒石酸銻鉀、鉬酸銨、抗壞血酸、去離子水、磷標準品500 mg/L。

1.2 檢測原理

只有在活性正磷酸鹽才能與顯色劑發生顯色反應和定量檢測，所以檢測前必須用過硫酸鉀使試樣消解將所含磷全部氧化為正磷酸鹽，或者把結合態和有機態的磷分步提取后轉化為正磷酸根離子。在酸性條件下，酒石酸銻鉀作為催化劑，正磷酸鹽與鉬酸銨反應生成磷鉬雜多酸，該復合物立即被抗壞血酸還原生成藍色絡合物，在880nm下使用分光光度法檢測吸光度與樣品中總磷的濃度相關，根據校準曲線即可獲得樣品中總磷的含量。

1.3 試驗條件

樣品體積120ul 額外40ul；孵育時間1：18s；讀取空白；試劑R1：14ul 水20ul；孵育時間2：120s；試劑R2：6ul水20ul；孵育時間3：540nm；終店測量主波長：880nm；分液總體積：140ul。

1.4 標準曲線配置

以水為溶劑，將標準配成為0.000、0.020、0.077、0.125、0.167、0.200mg/L等濃度的標準溶液，以質量濃度（mg/L）為橫坐標，以響應值為縱坐標繪制標準曲線。

1.5 預處理

吸取25.0ml混勻水樣于50ml具塞刻度管中，加過硫酸鉀溶液4ml，加塞后包一小塊紗布扎緊，置于高壓滅菌鍋中，待鍋內壓力達1.1 kg/cm2、溫度為120℃時，保持30min后，停止加熱，待壓力表指針降至零后，取出放冷。如溶液混濁，用濾紙過濾，洗滌后定容，待測。

1.6 樣品測定

將待測樣品倒入樣品管中，置于樣品加上，進行檢測。

2、結果與分析

2.1 工作曲線

在設定條件下，通過自動進樣器進樣分析，以質量濃度（mg/L）為橫坐標，以響應值為縱坐標繪制標準曲線，計算工作曲線方程：y=0.545x-0.0024（r=0.9993）

2.2 最低檢出限

在自來水和水源水中分別添加磷酸鹽及總磷，在進樣量120ul時，得到的本方法最低檢測質量濃度是0.001mg/L。

2.3 回收率和精密度

分別對地表水與飲用水作加標回收，結果表明在水中加標濃度分別為0.020 mg/L和0.167 mg/L時，回收率在96.1%～103.8%之間，精密度RSD在0.15%～033%之間。具有較高準確度和精密度，滿足水質監測分析要求。

3、結語

《水和廢水監測分析方法》[2]（GB/T11893-1989）中，給出的標準檢驗方法，需人員大量時間操作。而本方法采用全自動水質分析儀法測定水中磷酸鹽及總磷，操作簡單快速，安全，準確，靈敏度高，是一種較好的檢測方法。

參考文獻

篇4

水資源短缺和水質污染構成人類生存和社會發展的瓶頸，提高水處理能力和效率成為解決水資源短缺、凈化水質的重要途徑。水體富營養化、藻類過度生長的危害日益受到人們的關注。藻類普遍存在于天然水體中，是水體富營養化及其危害的重要參與者，對水處理過程和水質影響深遠。

本項目研究以提高水體透明度、降低其中生物有效磷、控制底泥磷釋放為主要控制環節，并以混凝強化除磷、除藻、澄清工藝、底泥固磷等為主要內容的控制富營養化的方法。其要點在于：

本項目研究一種由礦渣廢料合成的凈水劑，在高效去除水中生物可利用磷（AAP）的同時，能有效降低水體濁度，提高水體透明度和光照利用率，改善水底光照環境。

該凈水劑同時能對形成絮體及底泥中磷的再釋放實現有效控制。

研究一種水體除磷、水底環境改善、底泥磷高效控制的凈水劑及其用于水質富營養化控制的方法。

本項目研究目的是，為了更好地控制富營養化和藻類過度生長帶來的危害，克服現有治理方法的不足，尋求一種通過除磷、除藻并改善水體底層環境控制水體富營養化和藻類過度生長的實用的新方法。

研究內容與方法

研究內容

研究內容包括：鐵礦渣、粉煤灰、煤矸石礦渣有效成分的檢測和分析，礦渣有效成分的提取，凈水劑的合成；凈水劑的合成，主要考慮鈣對磷的固定效果；凈水效果驗證和調整，除磷效果、除濁效果、固磷效果等的驗證。

實驗材料與方法

鐵礦渣來源于太原鋼鐵集團公司煉鐵廢渣；煤矸石來自古交煤矸石發電廠；粉煤灰來自太鋼電廠。對鐵礦渣、粉煤灰、煤矸石等進行成分分析，結果表明其中均含有一定量的鐵、鋁、鈣、鎂等成分。

礦渣中有效成分的測定方法為原子吸收分光光度法和分光光度法。

金屬離子測定委托太原市環境監測中心測試。

混凝實驗方法：取1L實驗用水，加入不同劑量的混凝劑，先以250r/min快速攪拌2min，再以60r/min慢速攪拌15min，靜置30min后測定上清液中總磷及溶解態磷濃度，上清液總磷減去溶解態磷即為顆粒態磷。并用虹吸管將上清液吸走，將剩余沉積物與水離心獲得沉積物，用H2SO4 HClO4法測定沉積物中磷的含量。總磷和溶解態磷采用《水和廢水監測分析方法》中過硫酸鉀消解分光光度法；底泥生物可利用磷AAP主要采用0.1mol/L的NaOH提取后用磷鉬藍比色法測定（委托環境監測中心測定）。

本實驗采用過硫酸鉀氧化—鉬銻抗鉬藍光度法測定總磷。

顯色后的樣品溶液在分光光度計上進行比色測定，讀取吸光度。同時做空白試驗。從標準曲線上查得顯色液的含磷量。

COD的測定方法參照采用《水和廢水監測分析方法》。

研究過程

礦渣有效成分的提取

鐵礦渣中鐵、鋁、鈣、硅的含量較高，元素含量由高至低依次分別為鈣、硅、鋁、鎂、鐵；粉煤灰中元素含量由高至低依次分別為硅、鋁、鈣、鐵；煤矸石中元素含量由高至低依次分別為硅、鋁、鐵、鈣。分別取100g破碎（60～80目）后的礦渣，對鐵礦渣采用鹽酸（3M、400mL）加熱80V溶解提取，用硫酸（2M、400mL）對煤矸石燒渣、粉煤灰加熱煮沸溶解進行提取。

凈水劑的合成

凈水劑的設計。研究指出：堿化度不同的混凝劑除磷效果呈現較大差異，堿化度越低除磷效果越好，主要與其混凝劑的形態分布有關。磷的混凝去除中最有效的成分是Ala，且去除溶解態磷以化學沉淀為主，應該是依據下式進行：Al3++PO43AlPO4。

我們研究的凈水劑力圖在除磷方面有效控制溶解態生物可利用磷（AAP）；可以有效地形成對顆粒磷、溶解態磷的去除并且固定，減少底泥磷的釋放；同時有效降低水中的藻類，強化除磷、固磷效果。這樣凈水劑已不僅限于混凝劑的范疇，在發揮混凝作用的同時，兼具生態、化學固磷劑的作用。

凈水劑的合成。將上述提取液以適當的比例在加熱條件下混合，并緩慢滴加NaOH，形成堿化度為0.5～1.0的復合凈水劑。主要成分及性質如下：

凈水效果驗證

凈水劑凈化能力檢測主要檢測了市售PACl、AlCl3、Fe2（SO4）3、和本項目研制的凈水劑1與凈水劑2等對于處理同種水樣時的除濁效果、除藻效果和除磷效果。

采用某湖水作原水，水質指標為濁度6.79NTU、CODcr69.4mg/L、藻類4.73×104個/mL、pH6.93。混凝條件：250rpm（轉/分鐘，相當于G值145/s）1min，40rpm（相當于G值15/s）20min，靜置沉淀20min。

實驗結果表明：不同的凈水劑對水樣處理效果存在顯著差異。其中本項目合成的凈水劑對濁度、藻類和溶解性磷都有較好的處理效果。本項目合成的2種合成凈水劑除藻率達到90%時的最小投量僅為3mg/L，明顯低于市售PACl和Fe2（SO4）3。

上述研究表明，本項目合成的凈水劑對濁度、藻類和溶解性磷都有良好的控制效果。

利用商品PACl（堿化度60%）、Fe2（SO4）3、凈水劑1、凈水劑2處理水樣后，測定水中總磷含量，對比各種凈水劑對總磷的控制效果。

各種凈水劑在對比實驗中表現出不同的效果。僅對總磷的控制而言，處理效果強弱按照凈水劑1、凈水劑2、PACl和Fe2（SO4）3的順序依次減弱。表明了本項目合成的凈水劑有較強對總磷的控制能力。

上述研究表明，無論對地表水還是含磷量不同的廢水，凈水劑1都體現出比較好的處理效果。在此基礎上，研究了凈水劑1對水中不同形態磷的處理效果。以某湖水作為實驗原水，經燒杯實驗可以得出，當各種凈水劑量為10mg/L時，水體濁度去除率最高，對各形態磷的去除效果也較好，因此凈水劑以10mg/L為最佳投量，研究不同凈水劑對水體磷形態分布的影響。結果顯示，凈水劑1對水中磷去除效果最好，總磷去除率達到81.2%，沉后水中溶解態磷和顆粒態磷分別降至11.83μ g/L和14.02μg/L；市售PACl去除效果最差，沉后水中仍然有較高濃度的溶解態磷及顆粒態磷，分別為20.33μg/L和35.31μg/L。

主要結論

本項目研究以提高透明度、降低生物有效磷、控制底泥磷釋放為主要控制環節，并以混凝強化除磷、除藻、底泥固磷、澄清工藝等為主要內容的控制富營養化的方法。

本項目由礦渣廢料合成了凈水劑1、凈水劑2，與市售PACl、Fe2（SO4）3相比，在能夠高效去除水中生物可利用磷（AAP）的同時，能有效降低水體濁度，提高水體透明度和光照利用率，改善水底光照環境。

凈水劑1同時能對形成絮體及底泥中的磷的再釋放實現有效控制，控制效果和凈水劑的投量有關，當投量大到10mg/L能抑制沉積物中磷的釋放，對長效控磷有重要意義。

篇5

關鍵詞 營養元素;畜禽養殖;廢水污染物;相關性

中圖分類號 X713 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2009)13-0266-02

畜禽廢水污染物是指糞尿與沖洗水及其處理后排放廢水中含有的各種有毒有害物質,包括病原微生物、寄生蟲、有機物、無機元素、重金屬以及殘留農藥與獸藥等。目前對畜禽養殖污染物研究較多,主要以有機污染及宏觀研究為主[1-3],飼料營養元素對畜禽養殖污染物的影響,僅局限于單一元素的遷移變化[4-6];但營養元素與養殖廢水污染物因子間相關關系及其互作影響未見研究報道。本研究重點對規模養殖場飼料與廢水中有機物、無機元素(添加元素)和重金屬元素(限制元素)進行了檢測與分析評價,探索相關關系與互作影響,篩選主要影響因子,為有效監控與治理養殖廢水污染物提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 取樣方案

按奶牛、豬、禽規模養殖場分類各10個,并按存欄量轉換豬單位(按產污量折算1頭奶牛=5頭豬,50羽禽=1頭豬),在800～100 000頭范圍內隨機確定取樣點。取飼料和廢水樣品各30份。飼料樣品按飼料種類等分取樣1kg;廢水(包括尿混合廢水及處理廢水)取排放口廢水為主,無排放口的取沉淀待外運廢水,分3次混合取樣5L。

1.2 檢測參數

飼料檢測水分(LW)、粗灰分(LA)、總氮(LTN)、總磷(LTP)、銅(LCu)、鐵(LFe)、錳(LMn)、鎂(LMg)、砷(LAs)、汞(LHg)、鉛(LPb)、鉻(LCr)、鎘(LCd);廢水檢測總氮(WTN)、氨氮(WAN)、總磷(WTP)、化學耗氧量(CODcr)、生化耗氧量(BOD5)、銅(WCu)、鐵(WFe)、錳(WMn)、鋅(WZn)、鎂(WMg)、砷(WAs)、汞(WHg)、鉛(WPb)、鉻(WCr)、鎘(WCd)。

1.3 檢測方法

飼料參數采用飼料標準檢測方法,養殖廢水采用水質測定標準方法,其中測定重金屬采用微波消解方法對樣品進行前處理。

1.4 數據處理

監測數據應用SPSS軟件進行分析處理。按污染物性質及飼料添加類型分為有機物、添加元素和限制元素3個類別。通過回歸分析選擇最多2個營養元素與1個廢水污染物建立線性模型(Model)。

1.5 分類評價

應用概率相加原理,建立線性概率因子評價方法,按線性模型(Model)中營養元素(Li)與相應污染物類別中污染物種類(Yj)的比值計為該營養元素的因子概率(Pi=Li/Yj);再將各類別該因子概率累加(Pt=∑Pi),并計算其概率比重(Pp=Pt/∑Pt),設定線性概率因子評價標準:當Pp

2 結果與分析

2.1 營養元素與廢水污染物的相關性

在15個線性模型中,有9個為高度線性關系(1.0>R>0.7,PR>0.5,PR>0,P=0.093),占7.67%。廢水磷(WP)、BOD5和鉛(WPb)與營養元素間不存在線性關系。按廢水污染物元素類別分析,5個有機物中氮(WN)為高度線性關系,占20%;氨氮(WAN)為中度線性關系,占20%;CODcr為低度線性關系,占20%;磷(WP)與BOD5為非線性關系,占40%。6個添加元素中銅(WCu)、鐵(WFe)、砷(WAs)、鋅(WZn)、鎂(WMg)均為高度線性關系,占83.33%;錳(WMn)為中度線性關系,占16.67%。4個限制元素中,鉻(WCr)與鎘(WCd)為高度線性關系,占50%;汞(WHg)為中度線性關系,占25%;鉛(WPb)無線性關系,占25%。按對應因子分,僅砷(WAs)、鎂(WMg)具有對應因子關系,其他均為非對應因子關系。

2.2 線性概率因子評價

根據飼料間與廢水中有機物、添加元素、限制元素中出現的各營養元素因子概率比重,按設定的線性概率因子評價標準得出飼料水分(LW)、灰分(LA)、氨氮(LAN)、鉛(LPb)、鎘(LCd)5個小概率因子,概率比重(Pp)小計為0.11;磷(LP)、鐵(LFe)、鎂(LMg)、汞(LHg)、鉻(LCr)5個中概率因子,小計為0.32;氮(LN)、銅(LCu)、砷(LAs)、錳(LMn)4個主要概率因子,小計為0.57。

3 結論與討論

研究發現,養殖廢水污染物受營養元素不同程度的影響,其中添加元素類污染物受營養元素影響最大,限制元素次之,有機物最小。表明養殖廢水污染物主要受飼料添加元素影響,印證了添加元素畜禽消化吸收率低,而糞尿含量卻很高的觀點[7]。而且與糞便中添加元素釋放向水體遷移的規律相吻合[8]。檢測結果表明,廢水污染物氮、銅、鐵、砷、鋅、鎂、鉻、鎘與營養元素存在高度線性關系(R>0.7,PR>0.5,P

線性概率因子評價結果表明,影響廢水污染物的營養元素中,水分、灰分、氨氮、鉛、鎘為小概率因子,磷、鐵、鎂、汞、鉻為中概率因子,氮、銅、砷、錳為主要概率因子。各類因子概率比重分別為0.11、0.32、0.57,主要概率因子以添加元素為主,與上述結論相一致。因此,飼料中氮、銅、砷、錳是影響廢水污染物的重要參數。

4 參考文獻

[1] 黃愛霞,鄒曉庭.集約化畜禽養殖污染的現狀及解決方法[J].甘肅畜牧獸醫,2006,187(2):42-44.

[2] 李曉涓,楊麗娟.畜禽養殖污染是不容忽視的新的環境問題[J].環境保護科學,2005,32(129):56-57.

[3] 熊慧欣,趙秀蘭,徐軼群.規模化畜禽養殖污染的防治[J].家畜生態,2004,24(4):249-251.

[4] 張利癢,紀海燕.飼料安全與環境污染治理[J].環境保護,2007(1):65-68.

[5] 石軍,孫德文,陳安國.減少畜禽養殖污染的營養學途徑[J].糧油食品科技,2002,10(3):33-34.

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

[7] 徐偉樸,陳同斌,劉俊良,等.規模化畜禽養殖對環境的污染及防治策略[J].環境科學,2004,25(6S):105-108.

篇6

關鍵詞：殼聚糖 質子化度 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

廢水中氮、磷等元素未經處理直接排入受納水體會導致水體富營養化，使藻類和其他水生植物快速生長，大量的消耗水中的氧，從而使水中的溶解氧量迅速減少，導致魚類和其他水生物因缺少氧氣而大量死亡，使水體變黑變臭，水體的功能受到極大的影響，甚至會使這一水域死亡。磷是導致水體發生富營養化的主要控制因素之一[1]。目前除磷工藝主要包括生物法處理、化學沉淀法處理、結晶法處理、吸附法處理等[2-6]。其中吸附除磷法以其工藝簡單而得到廣泛應用[7]。

殼聚糖無毒性、對環境無害、安全可靠；分子鏈上的胺基和羥基都是很好的配位基團[8]，它能夠和許多的重金屬離子和非重金屬的陰離子結合，例如磷酸根離子等。這些特性就決定了它既是一種天然的高分子鰲合劑，又是一種良好的天然絮凝劑，能使水中的懸浮物凝聚而沉降去除掉[9]。其最大優點是不會產生二次污染，在水處理、食品、醫藥以及其他化工工業中顯示了廣泛的應用前景，被認為是最有應用價值的絮凝劑[10]。已有研究表明，經質子化的殼聚糖的吸附作用更為明顯[11],對去除污染水體中的總磷及磷酸根具有應用前景，且吸附后的殼聚糖作為一種土壤調節劑，能實現環境和經濟的雙重效益。本研究利用質子化殼聚糖去除污染水體中的總磷及磷酸根,研究了殼聚糖改性后對溶液中總磷及磷酸根的吸附性能及其影響因素。

1 材料與方法

1.1試劑與儀器

殼聚糖：濟南海得貝海洋生物工程有限公司生產，粒徑：40目，黏度（1%溶液）：200cps，脫乙酰率：85.31%。

試劑：硫酸、酒石酸銻鉀、過硫酸鉀、鉬酸銨、抗壞血酸、磷酸二氫鉀、氯化亞錫、丙三醇等，以上各試劑均為分析純。

儀器：恒溫磁力攪拌器、紫外可見分光光度計（WFJ2100）、pH計（pHS-25）、電子分析天平、烘箱、水浴鍋等。

1.2實驗方法

1.2.1殼聚糖質子化

將一定質量的殼聚糖分別用pH值為2.0、3.0、4.0、5.0、7.0的硫酸溶液浸泡8個小時，然后用水沖洗至中性，用電熱恒溫鼓風干燥箱烘干，備用。

1.2.2質子化殼聚糖吸附磷的實驗方法

（1）殼聚糖質子化度對除磷效能的影響

分別稱取一定質量的質子化殼聚糖，加入到pH值為6的含磷溶液中，在恒溫磁力攪拌器上攪拌吸附1小時，過濾后分析確定吸附后總磷和磷酸根的含量。

（2）吸附時間對殼聚糖除磷效能的影響

分別稱取一定量的質子化殼聚糖，加入到pH值為6的含磷溶液中，分別在恒溫磁力攪拌器上磁力攪拌吸附10min、20min、30min、40min、50min、60min、75min、100min，過濾后分析確定吸附后總磷和磷酸根的含量。

（3）磷存在形態對殼聚糖除磷效能的影響

分別稱取一定量的質子化殼聚糖，加入到pH值分別為2.0、6.0、8.0的含磷溶液中，分別在恒溫磁力攪拌器上攪拌吸附1小時后，過濾分析確定吸附后總磷和磷酸根的含量。

1.3分析方法

水中總磷的測定采用鉬銻抗分光光度法，磷酸根的測定采用磷鉍鉬藍比色法。

2 結果與分析

2.1 質子化度對總磷及磷酸根去除率的影響

殼聚糖的質子化度用硫酸溶液的pH值間接表示。殼聚糖質子化度對T-P及PO43-去除率的影響如圖2.1所示。

殼聚糖的質子化實質上就是增加了殼聚糖表面的-NH3+基團的濃度。質子化度越高對于總磷及磷酸根的吸附能力越強大。本實驗研究采用pH分別為2.0、3.0、4.0、5.0和7.0的硫酸溶液對殼聚糖進行質子化，pH值越小的硫酸質子化后的殼聚糖的質子化度越大。從圖2.1上可以看出，質子化殼聚糖對廢水中總磷和磷酸根的去除率都有隨著質子化度的升高而逐漸升高。在質子化度較高范圍內，總磷及磷酸根的去除率較高，能達到60%以上。在質子化度較低的范圍內，總磷及磷酸根的去除率較低，只有40%左右。

2.2吸附時間對總磷及磷酸根去除率的影響

不同質子化度下，吸附時間對T-P及PO43-去除率的影響如圖2.2(a)、圖2.2(b)所示。

質子化殼聚糖對于溶液中總磷及酸磷根的去除，是通過質子化后殼聚糖上的-NH3+與總磷及磷酸根發生吸附反應而被去除的。其吸附過程既有分子間的引力，還有化學鍵力和靜電引力的作用。吸附過程達到吸附平衡時，會有一個最大值的吸附量和最佳的吸附時間。圖2.2(a)及圖2.2(b)的變化趨勢說明，在質子化的條件下，殼聚糖對磷酸根吸附的最佳時間為70-80min。時間較短吸附不完全，吸附時間過長則會使吸附劑表面由于吸附質量過大而解吸，并且隨著質子化度的升高吸附率有逐漸增大的趨勢。吸附時間對總磷去除率的影響不是很明顯，但是質子化度高的殼聚糖表現出較高的去除率。

2.3原水pH值對總磷及磷酸根去除率的影響

不同質子化度下，原水pH值對T-P及PO43-去除率的影響如圖2.3(a)、圖2.3(b)所示。

原水pH值影響磷在水溶液中的存在形式。在pH值小于3時，溶液中的磷主要以H3PO4形式存在；pH值在5.5-6.5時，溶液中的磷主要以H2PO4-形式存在；pH值大于7.0時,主要以HPO42-及PO43-形式存在[10]。從圖2.3可以看出，磷在溶液中的存在形式對質子化殼聚糖對其吸附率和吸附量具有很明顯的影響效果。當溶液體系的酸度較強時能夠提供較多的H+，有利于進一步強化殼聚糖的質子化程度，對總磷及磷酸根的吸附能力增強，隨著溶液酸性的減弱，這種效果也會隨之減弱。

3 結論

（1）殼聚糖對水中總磷及磷酸根的吸附效果隨著其質子化度的升高而呈現明顯加強的趨勢；

（2）質子化殼聚糖對水中總磷的吸附量隨著時間的延長而增加，吸附時間在70~80min時達到最大吸附量，具有最佳的吸附效果；

（3）水溶液中磷的存在形態，也會影響質子化殼聚糖的除磷效果。

參考文獻：

[1] Qingyun Yan,Yuhe Yu, Weisong Feng,et al. Plankton Community Succession in Artificial Systems Subjected to Cyanobacterial Blooms Removalusing Chitosan-Modified Soils[J] Microbial Ecology, 2009 (58):4755.

[2] 王昶，呂小翠，賈青竹等.含磷廢水處理技術研究進展[J].水處理技術,2009,35(12):16-19.

[3] K.Urano, H.Tachikawa. Process development for removal and recovery of phosphorus from wastewater by a new adsorbent.1. Preparation method and adsorption capacity of a new adsorbent[J]. Ind. Eng. Chem. Res.,1991, 30：1893-1896.

[4] K.Urano, H.Tachikawa. Process development for removal and recovery of phosphorus from wastewater by a new adsorbent.2. Adsorption rates and breakthrough curves[J]. Ind. Eng.Chem. Res.,1991, 30：1897-1899.

[5] K.Urano, H.Tachikawa, M.Kitajima. Process development for removal and re-covery of phosphorus from wastewater by a new adsorbent.3.Desorption of phosphate and regeneration of adsorbemt[J].Ind. Eng. Chem. Res.1992, 31：1510-1513.

[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.

[7] 佘健.改性鋼渣去除廢水中磷酸鹽的試驗研究[D].武漢:武漢理工大學,2007.

[8] 劉秉濤.殼聚糖復合劑在水處理中的凈化效能研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學,2007.

[9] 蔣挺大.殼聚糖[M].北京:化學工業出版社,2001.

[10] Bratby J. Coagulation and flocculation in water and wastewater treatment. 2nd ed. IWA Publishing, 2007.

篇7

關鍵詞：磷酸銨鎂 除磷脫氮 MAP 化學沉淀法

目前，生物脫氮除磷常采用A2O工藝，但其流程長且成本高，對進水氨氮濃度變化的適應性及抗負荷沖擊的能力較差。本文介紹一種化學沉淀法，即MAP（Magnesium Ammonium Phosphate）脫氮除磷法。 1 MAP除磷脫氮的基本原理

向含NH4+和PO43-的廢水中添加鎂鹽，發生的主要化學反應如下：

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

Mg2++PO43-+NH4++6H2OMgNH4PO4·6H2O

（2）

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

再經重力沉淀或過濾，就得到MAP。其化學分子式是MgNH4PO4·6H2O，俗稱鳥糞石；它的溶度積為2.5×10-13。因為它的養分比其它可溶肥的釋放速率慢，可以作緩釋肥（SRFs）；肥效利用率高，施肥次數少；同時不會出現化肥灼燒的情況。 2 MAP除磷脫氮的影響因素和沉淀物組成分析

2.1 Mg2+，NH4+，PO43-三者在反應過程中的比例

在處理氨氮廢水方面，將H3PO4加入到含有MgO的固體粉末中制成一種乳狀液，對2.47×10-3mol/L氨氮廢水進行處理，得出H3PO4與MgO的物質的量之比大于1.5時，氨氮去除率最高（90％以上），當進水氨氮質量濃度為42mg/L，在最佳條件下，氨氮質量濃度可降到0.5mg/L以下[1]。趙慶良[2]等人對5618mg/L氨氮的垃圾滲濾液進行處理，按n(Mg2+):(NH4+):n（PO43-)=1:1:1投加氯化鎂和磷酸氫二鈉，廢水中氨氮質量濃度降為172mg/L，過量投加10％的鎂鹽或磷酸鹽，氨氮質量濃度可分別降為112mg/L和158mg/L，繼續提高鎂鹽或磷酸鹽的量，廢水中剩余氨氮質量濃度處在100mg/L左右，很難進一步降低。筆者對某一合金廠的質量濃度為1600mg/L的氨氮廢水進行處理，按最佳配比n(Mg2+):(NH4+):n（PO43-)=1.3:1:1，加入硫酸鎂和磷酸氫二鈉，氨氮質量濃度可降到60mg/L，對某煉油廠的氨氮含量高（1231mg/L）的廢水用此方法處理，氨氮質量濃度可降到112mg/L。

在除磷方面，國外有人證明，晶體純度與初始氨氮質量濃度有關，最佳比例n(Mg2+):(NH4+):n（PO43-)=1:1.6:1，磷、鎂去除率達95％以上[3]。Katsuura[4]認為n(Mg):n(P)為1.3:1時，除磷效果最好。

2.2 反應的pH值

MAP溶于酸不溶于堿，筆者對模擬氨氮廢水進行重復驗證，證明廢水在pH值為7.0以上，才會出現小顆粒沉淀物，當用NaOH將pH值調至8.0以上時，會出現大量沉淀。pH值在7.0～10.5之間，主要的反應過程如式（1），（2），（3），當pH值上升到10.5～12之間，固定氨會從MgNH4PO4中游離出來，生成更難溶的Mg3(PO4)2（ksp=9.8×10-25）。

筆者在對無雜質氨氮廢水與含雜質氨氮廢水進行比較，發現前者pH值必須達到7.0以上，才會生成沉淀，而后者在pH值為6.3左右時，水中不斷出現白色沉淀物，表明氨氮廢水有比較大的懸浮顆粒時，沉淀物MAP可提前生成。

國內外的研究人員對MAP除磷脫氮最佳pH值進行了研究，結果見表1。 表1 不同廢水MAP除磷脫氮的最佳pH值 廢水類型 垃圾滲濾液 厭氧污泥上清液 城市污水 氮肥廠 制革廢水 最佳pH值 8.5～9.0 9.0～9.5 9～10 9.5 9.0

從表1可以看出，生成MAP沉淀的最佳pH值范圍8～10，由于廢水水質不同，造成最佳pH值范圍有一定的差別。

反應pH值的調節一般采用以下方法：

①投加NaOH

一般人們常用NaOH來調pH值，此方法操作過程簡便，但需要耐腐蝕罐裝NaOH溶液。

②投加Mg(OH)2

氫氧化鎂具有緩沖能力，pH值最高不超過9.5，即使氫氧化鎂過量也不會嚴重影響沉淀效果，而且氫氧化鎂無毒、無腐蝕，無須專門防腐設備。不足之處，pH值與投加n(Mg):n(P)的比例不能互相獨立控制。

③脫氣法

對厭氧消化污泥上清液生物厭氧反應產生的高濃度CO2，可用脫氣法將CO2吹出[3]以提高pH值。Battisioni[6]用連續通氣方法，將上清液中的CO2從35％～40％降到0.035％，pH值也從7.9上升到8.3～8.6。不過這種方法只能局限于厭氧消化上清液這類含高濃度CO2的廢水。

2.3 反應時間與晶種

Zdybiewska[7]對氮肥廠廢水進行實驗，發現當反應時間為25min時，氨氮去除率最高（80％）。同時反應時間也是形成MAP晶粒大小的因素之一。Straful在實驗中發現反應時間1min時，晶粒長度只有0.1mm，當反應時間為60min時，晶粒長度達0.8mm，3h后晶粒可達3mm，雖然氮磷去除率變化不大，但是晶粒越大，沉淀效果越好。Battisioni在中試試驗中，將0.21～0.35mm的石英砂填到φ58mm×0.42m的流化床，為MAP提供晶種，除磷效率為80％。

3 沉淀物組成分析

表2是處理社區廢水得到的沉淀物[8]，可以看出沉淀物中營養元素含量比較高，鎂和磷元素均高于理論值，這是因為沉淀物中還有Ca5(PO4)3OH，Mg(OH)2，Mg3(PO4)2等物質。表2還可以看出CODcr的含量比較小，說明沉淀物MAP很少吸收有機物。 表2 某生活污水生成的MAP的組成 ％ 組分 ω(MgO) ω(P2O5) ω(N) ω(Ca) ω(K) ω(CODcr) 理論值 16.4 28.5 5.7 實測值 18.1 30.6 4.9 1.6 0.3 0.2

澳大利亞Elisabeth[5]用這種方法回收厭氧消化污泥上清液中的磷，生成的MAP淤泥干燥快，最終產物呈白色細粉末（見表3）。 表3 厭氧污泥生成的MAP的組成 ％ 組分 ω(Mg) ω(P) ω(N) ω(H2O) 理論值 9.9 12.6 5.7 44 實測值 9.1 12.4 5.1 39

對厭氧消化上清液生成的MAP中的重金屬的分析結果見表4，由表4可以看出沉淀物MAP幾乎不吸收重金屬。用于農家化肥，不會對莊稼產生危害。

周娟貞[9]對某催化劑廠提供的轉鼓濾液（氨氮質量濃度為7472mg/L）用MAP沉淀法處理，對MAP沉淀物分析表明，Mg的質量分數（以MgO計）為18.18％，磷的質量分數（以P2O5計）為28％左右，氮的質量分數（以N計）為4.5％。 表4 MAP中的重金屬污染物成分分析 mg/kg 組分 不同MAP試樣的分析結果 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處理成本分析

沉淀MAP需要鎂鹽和磷酸鹽，沉淀1kg氨氮需要1.90kg鎂和2.0kg磷以及少量NaOH，如果采用MAP沉淀法將社區廢水中的氨氮從55mg/L處理到20mg/L，總運行費用與硝化反硝化法相當。如果沉淀產物MAP作為肥料出售，就可進一步降低成本。 5 存在的困難和發展前景

盡管有很多文章報道用此方法對不同廢水所做的研究，并對沉淀物組分進行了分析，表明沉淀物的純度接近MAP的理論值，而且幾乎不吸收重金屬，但在實際應用上仍有許多問題需要進一步解決：

①研究顯示，當n(PO43-)/n(NH4+)＜1時，可以大幅度提高除磷效率，當n(PO43-)/n(NH4+)＞1時，氨氮去除率較高，如何確定兩者最佳比例可以最大限度除磷脫氮，是今后研究的重點；

②尋找更好的反應條件和反應藥劑，提高MAP除磷脫氮的效率，使出水NH4+和PO43-降到排放標準以下；

③有機物以及其它雜質對MAP除磷脫氮過程的影響機理尚不清楚；

④MAP除磷脫氮的經濟效益主要取決于沉淀設備的投資和運行費用，當產物在市場上轉化為產品，取得一定利潤時，該工藝才能推廣應用。

由于此方法用藥劑量大，運行費用高，為了降低費用，可用鹵水代替鎂鹽。由于傳統除磷脫氮工藝造成氨的浪費，尤其是磷的流失，而目前，磷礦儲存量不夠人們開采100a，所以我們要積極利用MAP除磷脫氮方法來達到N，P元素的回收利用。 參考文獻：

[1]鐘理，詹懷寧．D O Hill．化學沉淀法除去廢水中的氨氮及其反應的探討[J]．重慶環境科學，200O，22(6)：54～56．

[2]趙慶良，李湘中．化學沉淀法去除垃圾滲濾液中的氨氮[J]．環境科學．1999，20(5)：90～92．

[3]Stratful I．Scrimshaw M D．Lester J N．Conditions influencing the precipitation of magnesium ammonium phosphate[J]．Water research，2001，35(17)：4191～4199．

[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．

[6]Battistoni P，Fava G，Pavan P，et al．Phosphate removal in anaerobic liquors by struvite crystallization without addition of chemicals：preliminary results[j]．Water research，1997，31(11)：2925～2929．

[7]Zdybiewska M W，Kula B．Removal of ammonia nitrogen by the precipitaition method，on the examplee of some selected waste waters[J]．Wat Sci Tech，1991，24(7)：229～234．

篇8

【關鍵詞】 畜禽養殖廢水 厭氧生物處理 好氧生物處理 厭氧-好氧生物處理

1 概述

近年來，隨著我國農業結構的調整和農業產業化的推進，規模化、集約化的畜禽養殖業發展迅速，成為農村經濟的支柱產業。規模化的集中養殖方式，有利于提高飼養技術、防疫能力和管理水平，與傳統飼養方式相比，規模化飼養能夠大大縮短畜禽的生長周期，提高飼料轉化率和畜禽產量，降低養殖成本。但是規模化養殖場創造經濟效益的同時，也導致了糞尿過度集中和沖洗水大量增加，給環境帶來了極大地壓力。

2 畜禽養殖廢水對環境的危害

畜禽養殖廢水主要由尿液、飼料殘渣、夾雜糞便的圈舍沖洗水組成，未經處理的廢水含有大量的有機物、氮、磷、固體懸浮物及致病菌等，并帶有惡臭氣味，是一種高濃度有機廢水[1]。畜禽養殖廢水排入環境水體后將大量消耗水中的溶解氧，使水體發臭，最終導致水生生物的大量死亡；廢水中的氮、磷還會使水體富營養化，造成硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度增高，人畜若長期飲用會引起中毒。畜禽養殖廢水直接、連續、過量的排入農田將導致土壤空氣堵塞，造成土壤透氣、透水性下降及板結、鹽化，嚴重影響土壤質量和農作物的生長。畜禽養殖廢水中的大量病原微生物、寄生蟲卵進入環境后，不僅直接威脅畜禽自身的安全，還會嚴重危害人體健康，造成人、畜傳染病的蔓延，導致疫情發生，給人畜帶來災難性危害。此外，糞尿在微生物的作用下會產生氨、硫化氫、三甲基胺等有害氣體，嚴重污染了畜禽養殖場內外的大氣環境。

3 畜禽養殖廢水的基本處理方法

3.1 預處理

畜禽養殖廢水無論以何種工藝進行處理都要采取預處理措施。通過預處理可使廢水污染負荷降低，同時防止大的固體或雜物進入后續處理環節，造成設備的堵塞或破壞等。預處理方式主要有格柵、篩濾、沉淀、氣浮、絮凝、水解酸化等。目前比較常用的設備有格柵、篩網、沉淀池、水解酸化池。格柵是廢水處理工藝流程中必不可少的部分，其作用是阻攔廢水中粗大的漂浮和懸浮固體，以免阻塞孔洞、閘門和管道，并保護水泵等機械設備。篩網是篩濾所用的設施，廢水從篩網中的縫隙流過，而固體部分則憑機械或其本身的重量，截留下來，或推移到篩網的邊緣排出。沉淀法是在重力作用下將重于水的懸浮物從水中分離出來的處理工藝，是廢水處理中應用最廣的方法之一。水解酸化主要是去除廢水中一部分有機物，使大分子結構的有機物降解為小分子結構，廢水經過水解酸化處理后有機物的數量及理化性質發生了變化，使得其更適宜后續處理。

3.2 厭氧生物處理

厭氧生物處理是指在斷絕與空氣接觸的條件下，依賴兼性厭氧菌和專性厭氧菌的生物化學作用，對有機物進行生物降解的過程。畜禽養殖廢水屬于高有機物濃度、高氮、磷含量和高有害微生物數量的“三高”廢水。厭氧生物處理過程不需要氧，具有較高的有機物負荷能力，成為畜禽養殖廢水處理中不可缺少的關鍵技術。對于這種高濃度的有機廢水，采用厭氧生物處理工藝可在較低的運行成本下有效地去除大量的可溶性有機物，COD去除率達85%～90%，而且能殺死傳染病菌，有利于養殖場的防疫[2]。較常用的厭氧生物處理方法有以下幾種：完全混合式厭氧消化器、厭氧接觸反應器、厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、厭氧流化床、升流式固體反應器等[3]。目前國內畜禽養殖廢水厭氧生物處理主要采用的是上流式厭氧污泥床及升流式固體反應器工藝。

3.3 好氧生物處理

好氧生物處理是在充分供氧和適當溫度、營養條件下，使好氧微生物大量繁殖，并利用其將廢水中的有機物氧化分解為二氧化碳、水、硫酸鹽和硝酸鹽等無害物質的過程。好氧生物處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、分段曝氣活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延時曝氣活性污泥法、深井曝氣活性污泥法、純氧曝氣活性污泥法、氧化溝工藝活性污泥法、序批式活性污泥法；生物膜法包括：生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法、生物流化床法。采用好氧生物處理畜禽養殖廢水較常用的方法是序批式活性污泥法，它是基于傳統的Fill-draw系統改進并發展起來的一種間歇式活性污泥工藝，它把廢水處理構筑物從空間系列轉化為時間系列，在同一構筑物內進行進水、反應、沉淀、排水、閑置等周期循環[4]。SBR與水解方式處理畜禽養殖廢水時，水解過程對化學需氧量有較高的去除率，SBR對總磷的去除率為74.1%，對氨氮去除率達97%以上[5]。

3.4 厭氧-好氧生物處理

上述的厭氧生物處理、好氧生物處理用于畜禽養殖廢水各有優缺點和適用范圍，為了獲得更有效地污染物去除率，根據廢水的量及性質采取厭氧-好氧生物處理的方法。厭氧-好氧生物處理法是通過厭氧過程的產酸階段，將較難降解的大分子有機物分解為較簡單的小分子有機物，提高廢水可生化性，然后通過好氧生物處理過程進一步去除。比如ABR-CASS聯合處理工藝，廢水經該工藝處理后，化學需氧量、氨氮、懸浮物等污染物均可達標。

4 結語

隨著畜禽養殖業的蓬勃發展，畜禽養殖造成的危害日益嚴重，目前對畜禽養殖廢水主要采取厭氧生物處理、好氧生物處理和厭氧-好氧生物處理的方法，由此減少污染物的排放量，避免環境水體、土壤、空氣受到污染，從而達到保護生態環境的目標。

參考文獻：

[1]楊梅，安裕敏，劉永霞.貴州畜禽養殖廢水處理技術分析[J].環保科技，2011，17（4）：30-32.

[2]王克科，趙穎，江傳杰，王巖.畜禽養殖業廢水處理方法[J].中國畜牧獸醫，2006，1：23-24.

[3]陳蕊，高懷友，傅學起，師榮光，張永剛，馬寶玲.畜禽養殖廢水處理技術的研究與應用[J].農業環境科學學報，2006，25：374-377.

篇9

關鍵詞：制漿造紙廢水 生物接觸氧化 啟動與運行

0 引言

制漿造紙廢水含有大量的纖維素及其分解產物（低分子量的半纖維素，甲醛、乙酸、糖類等易生物降解的有機物）、多量的腐植酸、木素、蠟質、無機鹽等有機污染物，這些有機污染物占化纖行業總污水CODcr的50～60％，是制漿造紙廢水治理的關鍵。由于這類廢水有機物污染負荷高， CODcr高達10000-20000mg/l，應首先通過物化方法將CODcr降到3000以下，再通過兼、好氧的方法將廢水處理達到國家排放標準。

1 工藝流程

根據制漿造紙廢水具有CODcr濃度高、色度大的水質特點，確定的處理工藝流程如下：車間廢水首先進入調節池進行均質均量，經調節后的廢水由泵提升至兼氧池。由于廢水中含有諸多難生物降解的物質，而廢水色度的去除首先應破壞有機物的帶色基團，本工藝采用兼氧、好氧生物處理工藝，就是利用兼氧菌將廢水中的大分子有機物分解為低分子有機物，同時利用兼氧菌的水解作用破壞大分子有機物的有色基團，提高廢水的可生化性，然后在好氧池中利用好氧菌的同化和異化作用將兼氧菌所分解的產物進行降解，從而達到脫色、去除COD的目的。由于生化處理出水中夾帶諸如脫落的生物膜等難以沉降的懸浮物，故采用二次沉淀的方法以進一步提高處理效果。

2 構筑物及設備

處理構筑物及其主要設備有調節池、兼氧池、好氧池和二沉池。

2.1　兼氧、好氧池 兼氧、好氧生物處理工藝采用生物膜法，中心處理構筑物是接觸氧化池，該池由池體、填料、布水和布氣裝置等組成。

2.1.1　池體形式 本處理系統采用直流式接觸氧化池，這是一種底部同時進水與進氣的接觸氧化池，在填料上產生液流，生物膜受上升的水流、氣流的強烈攪拌而加速更新，使其保持較高生物活性，同時又能克服填料的堵塞現象。另外上升氣流撞擊填料使氣泡破裂，增加了接觸面積，提高了氧的轉移效率。

2.1.2　填料 填料是生物膜生長的載體，是接觸氧化的核心部位，它直接影響生物接觸氧化處理的效能。本系統的接觸氧化池采用的是新型纖維組合填料。

2.1.3　布水 生物接觸氧化池的進水必須均布填料層，使廢水、空氣、生物膜三者之間相互接觸。布水管采用穿孔管，孔徑為5 mm，間距為20cm。

2.1.4　布氣 生物接觸氧化池的布氣主要有三個作用，即充氧、攪拌，防止填料層的堵塞和促進生物膜更新。本處理系統供氣選用新型三葉羅茨風機，曝氣設備采用微孔曝氣軟管以保證并提高氧的轉移率。

2.2 二沉池 對于生化處理后出水中難以沉降等脫落生物膜，采用二次沉淀的處理方法加以去除，可以進一步提高出水水質。

3 細菌的培養與馴化

3.1　接種污泥 接種污泥取用某污水處理廠二沉池后經脫水的剩余污泥，兼氧和好氧兩池所接種的活性污泥量共計8 噸。

3.2　溫度和pH值 對于生化處理過程，一般認為水溫在23 ℃～30 ℃時最好。考慮到企業所排放污水的實際水溫，調試過程中盡量使得污泥菌種在實際水溫下生長。排放的廢水PH值在6.5左右，調試中發現生化系統出水pH值在7以上，說明生化系統對廢水的pH值調節性能良好。

3.3 微生物的營養 微生物的新陳代謝需要一定比例的營養物質，除了BOD5表示的碳源外，還需要氮、磷和其他微量元素。制漿廢水則往往缺乏某些關鍵的元素如氮和磷。在調試過程中，可補充尿素和磷酸二氫鉀來補充細菌需要的氮和磷。一般對氮、磷的需要量可根據BOD5:N:P=100：5：1加以控制。

3.4　溶解氧 生化系統采用兼氧和好氧兩個系統。所謂兼氧系統采用間歇曝氣方法，一般每日曝氣8h以維持兼氧池DO為0.5mg/L，曝氣的同時起到水力攪拌和兼氧生物膜的強制剝落更新作用。好氧系統則采用連續曝氣方式，溶解氧濃度控制在2mg/L左右。

3.5　進料方式 調試初期，生化系統所承受的有機負荷應低一些，采用間歇悶曝和連續進水兩種方式交替進行調試。進入兼氧池和好氧池的污水按比例逐步增加，同時啟動好氧池的回流泵進行回流處理，直至整個系統CODcr去除率基本穩定。

3.6　水力負荷和沖擊負荷 啟動時水力負荷宜低，否則可能造成污泥流失，影響填料生物膜的生長。調試過程中既不宜突然提高負荷，也不宜長期穩定在低負荷下進行，應在出水污泥濃度及去除率都較高的條件下逐漸提高負荷。當兼氧池填料CODcr負荷達到1.6 kg/m3*d；好氧池填料CODcr負荷達到1.18 kg/m3* d時，系統處理效果較好，運行穩定。

3.7　微生物的組成 在調試運行穩定后，在好氧池內可以明顯看到水中存在大量的固著型纖毛類原生動物，如鐘蟲、蓋纖蟲等枝蟲和菌膠團。在一般情況下，這幾種原生動物多，說明游離細菌少，出水中有機物濃度較低。菌膠團較多，還可以說明污泥吸附、氧化有機物的能力大，填料掛膜已經達到預期效果。一旦填料掛膜成功，微生物培養馴化完成，系統處于連續實運轉。

4 工藝運行

本工藝系統主要為生化處理部分，調試的難點是兼氧池、好氧池中填料的生物掛膜及微生物的培養馴化。結合當地氣候特點，每天同步監測調節池、兼氧池、好氧池、氣浮池出水中的pH值、色度、SS、CODcr等水質指標，每四小時取樣化驗，取一天6個水樣化驗的平均值。調試工作為期4月余，處理出水水質穩定。

在微生物掛膜及培養、馴化期間，隨著微生物的增長和逐漸適應，處理出水中CODcr及色度的去除率逐漸提高，第四個月基本調試正常。穩定運行后經過兼氧、好氧工藝處理，pH值從調節池出水的5.2達到二沉池出水的7.3；色度從252倍降到62倍，去除率在75%；SS從180mg/L降到38mg/L，去除率在79%；CODcr從3834mg/L降到106mg/L，去除率在97%。

5 結論

兼氧、好氧生物接觸氧化法處理制漿造紙廢水COD、SS、色度去除效果良好，各項主要出水水質指標達到國家的排放標準，

參考文獻：

[1]陳新宇，陳翼孫.難降解有機物的水解酸化預處理.化工環保.1996.10(3)：152～155.

[2]陳翼新，胡斌.氣浮凈水技術.北京：中國環境科學出版社.1992.

篇10

關鍵詞:肉牛屠宰;廢水處理;工藝選擇;達標排放

收稿日期:2010-06-07

作者簡介:翁雅彤(1968―),女,遼寧遼陽人,工程師,主要從事環境科研、環境影響評價及環境監理工作。

中圖分類號:X703

文獻標識碼:B

文章編號:1674-9944(2010)07-0123-03

1 引言

遼寧省位于遼河流域的下游,是國家水污染治理的重點區域之一。2008年,遼寧省環境保護局頒布了DB21/1627-2008《污水綜合排放標準》[1],其中COD、BOD5、SS等指標的排放標準嚴于國家標準,省內的多家肉牛屠宰企業必須對現有的污水處理裝置進行改造,新建企業必須選擇適宜的廢水處理工藝以達到新標準的要求。

2 屠宰廢水水質

2.1 屠宰廢水來源

屠宰廢水主要包括兩大類:一類是屠宰前沖洗含有大量糞便、未消化飼料的圈欄水和沖洗待宰牲畜的淋洗水;另一類是屠宰廢水,如燙毛時排放的含大量牛毛的高溫水、清洗胴體廢水、剖解清洗內臟廢水、沖洗車間地面、器具等廢水。宰1頭牛約產生1t污水,廢水水質見表1。

表1 肉牛屠宰廢水水質

項目pHCODCr/mg•L-1 BOD5/mg•L-1SS/mg•L-1動植物油/mg•L-1

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

標準[1]501020

標準[2]80306015

2.2 屠宰廢水的特點

(1)水質、水量在一天內的變化比較大,排水不均勻。屠宰過程集中在凌晨,排水主要集中在這一時段,白天相對較少。

(2)有機污染物含量高。廢水主要成分有牲畜糞便、血污、油脂、內臟殘屑和無機鹽類等。

(3)可生化性較好,BOD/COD大于0.6。

(4)廢水中含有大量的血污、毛皮、內臟殘屑、食物殘渣以及糞便等污染物,懸浮物含量高,水呈紅褐色并有明顯的腥臭味,且含有較多的病原菌。

(5)與其他高濃度有機廢水的最大不同在于它的NH3-N濃度較高(約120mg/g)。

3 屠宰廢水處理工藝

3.1 預處理

屠宰廢水中固體懸浮物(SS)較高,屬易腐化的有機物,溶入廢水中而成為溶解性有機質,導致廢水CODCr、BOD5濃度增高,且易堵塞管道設備。

圈欄沖洗水經化糞池預處理,一般屠宰廢水經篩濾預處理,然后合并進入廢水處理站,預處理是整個水處理系統有效穩定運行的關鍵。

3.2 一級處理工藝

3.2.1 厭氧過程

屠宰廢水中CODCr濃度較高,有機物主要為蛋白質和脂肪,該類物質屬大分子長鏈有機物,難以被一般的好氧菌直接利用。因此,在其生物降解過程中,一般先通過酶的作用分解成氨基酸、碳水化合物等小分子有機物后,才能被好氧菌直接利用。

完整厭氧過程分為酸化水解和產甲烷(臭氣)兩個階段,雖然有機物去除率高,但工藝條件較嚴格(如廢水需達到一定溫度,必須有有效的三相分離器以及一定的停留時間和調試時間等),而且甲烷不宜收集處理,周圍的臭味較大。

3.2.2 水解酸化

酸化水解工藝是完整厭氧過程中的酸化水解階段,是完整厭氧過程的一部分,避免了甲烷臭氣的產生。

3.2.3 活性污泥

活性污泥法是一種傳統且技術成熟的好氧生物處理污水的一種方法,其發展已經有100多年的歷史,被廣泛的應用于各類廢水處理上。

在活性污泥處理系統中,好氧微生物處于懸浮狀態,有機污染物從廢水中被去除的實質就是有機底物作為營養物質被活性污泥微生物攝取、代謝與利用,這一過程的結果是污水得到了凈化,微生物獲得了能量而合成新的細胞,活性污泥得到了增長。一般將這整個凈化反應過程分為三個階段:① 初期吸附;② 微生物代謝;③ 活性污泥的凝聚、沉淀與濃縮。

3.2.4 接觸氧化

接觸氧化是好氧生物處理工藝的另一類,屬生物膜法的一種,微生物為固定狀態。

3.3 二級處理工藝

3.3.1 水解酸化+接觸氧化

曝氣池內需要安裝生物填料以作為生物的載體,其缺點是掛膜比較困難,安裝于填料下面的曝氣裝置不易維修、二沉池沉淀效果差等,但由于無需污泥回流,管理方便,對于小型廢水處理站還是可行的。

3.3.2 水解酸化+SBR(序列間歇式活性污泥法)

SBR生物反應器采用分步控制生化處理過程,以進氣、曝氣反應、沉降、出水和靜置等5個階段為一個運行周期,污泥沉降性能較好,污泥增殖和產泥量均較小,特別適用于生化性好且水量不大的廢水。

3.3.3 水解酸化+DAT+IAT

DAT-IAT 是活性污泥工藝的一種變形,包括連續進水、連續曝氣的高負荷活性污泥池(Demand Aeration Tank)(DAT)池和以連續進水、間歇曝氣、間歇排水低負荷活性污泥池(Intermittent Aeration Tank)(IAT)兩部分。酸化水解池的出水和間歇曝氣池尾端的活性污泥同步進入DAT池,并進行連續的高強度曝氣,強化了活性污泥的生物吸附作用,“初期降減”功能得到充分的發揮,60%的可溶性有機污染物被去除。

在IAT池中,由于DAT池的調節、均衡作用,進水水質穩定、負荷低,提高了對水質變化的適應性。由于C/N較低,有利于硝化菌的繁育,能夠產生硝化反應。又由于進行間歇曝氣和沉淀,能夠形成缺氧――好氧――厭氧――好氧的交替環境,在去除BOD的同時,取得脫氮除磷的效果。此外由于DAT池的高負荷高強度曝氣,強化了生物吸附作用,在微生物的細菌中,貯存了大量的營養物質,在IAT池內可利用這些物質提高內源呼吸的反硝化作用,即所謂的存儲性反硝化作用。在沉淀和排水階段也連續進水,這樣能夠綜合利用進水中的碳源和前述的貯存性反硝化作用,具有很強的除磷脫氮功能。

DAT-IAT工藝優點還體現在SVI值較低、污泥易沉淀、不易發生污泥膨脹、僅通過時間的控制就可實現自動運行、剩余污泥量低、污泥齡長、無二沉淀池等。其有機物去除率見表2。

表2 廢水水質指標

序號處理工藝BOD5去除率/%

1粗格柵、細轉篩20

2酸化水解池40

3DAT池60

4IAT池92

3.4 三級處理工藝

一般情況下,二級處理出水水質能夠達到《污水綜合排放標準》,但是對于出水水質要求較高且需要回用的廢水必須進行三級處理,即進一步的物化處理。物化處理工藝包括混凝、砂濾、消毒、氣浮、生物碳過濾等等,以混凝、過濾、消毒最為常見。

4 工藝選擇

4.1 選擇適宜工藝

根據廢水處理規模選擇適宜的廢水處理工藝,當設計廢水處理量為200m3/d,在最佳參數下,SBR工藝對COD和NH4+-N的去除率略高于生物接觸氧化工藝,系統穩定性好,對水質變化具有很強的緩沖能力[3]。規模較大時,應選擇預處理-水解酸化+DAT+IAT。為確保出水水質COD低于50mg/L,還需進行三級處理。

4.2 工藝運用中的問題

(1)去除總磷。總磷的去除有兩個途徑:通過剩余污泥排磷或通過化學除磷。為保證廢水達標,需在處理站的出水口增設一化學除磷措施,化學除磷藥劑選用CaCl2或Ca(OH)2。

(2)污泥處理。屠宰廢水的剩余污泥中蛋白質含量高達27%~28%,而且油性大、粘稠,使用板框壓濾不易脫水。因此在設計上應解決好剩余污泥的處理問題,減少污泥量并改變污泥性能、設污泥濃縮池、選用污泥帶式壓濾機脫水、選用特定污泥調理藥劑。

(3)消除臭味。臭味產生的原因是構筑物內廢水形成死區而導致局部廢水厭氧。在企業生產初期,由于廢水排放量較少而導致酸化水解池的停留時間增加,工藝自動由酸化轉變為厭氧而產生沼氣。因此,在廢水工藝的設計中,不選用厭氧處理工藝。在管理方面,即時處理清撈出的固體廢棄物,消除臭味的污染源。

5 結 語

屠宰廢水是一種較難處理的有機廢水,選擇適宜的二級處理工藝和技術參數是保證廢水治理達標的關鍵,必要時進行三級處理。同時,應重視解決臭味、污泥等二次污染所帶來的環境問題。因此正確的處理屠宰廢水,能夠使屠宰場能夠正常生產和持續發展,同時保護周圍水體環境,減輕廢水污染環境問題。

參考文獻:

[1] DB21/1627-2008,遼寧省污水綜合排放標準[S].

[2] GB13457-92,肉類加工工業水污染物排放標準[S].