污水处理厂脱氦除磷-合肥沃雨|环保工程

脱氮除磷填料工艺：污水净化的载体
在污水处理领域，脱氮除磷是防止水体富营养化的任务。传统活性污泥法常面临碳源竞争、污泥龄矛盾等难题，而脱氮除磷填料工艺以其优势，正成为稳定的解决方案。
原理：生物膜载体的协同
该工艺的在于为微生物群落提供稳固的“家园”——高比表面积填料（如聚乙烯、聚氨酯、陶粒等）。微生物在其表面形成生物膜，创造多样化的微环境：
1.脱氮（氮去除）：填料内部缺氧区驱动反硝化菌将（NO??）转化为氮气（N?）逸出；外部好氧区则支持硝化菌将氨氮（NH??）氧化为。部分填料还能促进同步硝化反硝化（SND），提升效率。
2.除磷（磷去除）：聚磷菌（PAOs）在厌氧区吸收污水中的挥发性脂肪酸（VFAs），释放磷；在好氧区则过量吸收磷，终通过富磷污泥的排放实现磷去除。填料为这些对环境敏感的菌群提供了稳定栖息地。
显著工艺优势
*生物量高且稳定：填料巨大的比表面积可富集高浓度微生物，形成复杂、稳定的生态系统，耐冲击负荷能力强。
*解决泥龄矛盾：硝化菌（长泥龄）与聚磷菌（相对短泥龄）可共存于生物膜不同层次，污水处理厂脱氦除磷，实现同步脱氮除磷，克服了传统工艺的瓶颈。
*节省占地：高生物量密度使反应器容积大幅减小，或在原有池容内显著提升处理能力。
*减少污泥产量：生物膜内食物链更长，内源呼吸更充分，剩余污泥量通常低于活性污泥法。
*操作灵活：可与AAO、氧化沟、SBR等工艺结合（如IFAS、MBBR），强化其脱氮除磷性能。
应用场景
该工艺特别适用于：
*对脱氮除磷有严格要求的城镇污水处理厂（提标改造或新建）。
*处理低碳氮比污水，生物膜的富集作用可提高碳源利用效率。
*用地紧张或需扩容提标的污水处理设施。
*工业废水处理中需要强化生物脱氮除磷的环节。
总结
脱氮除磷填料工艺通过为功能微生物提供的附着载体，巧妙地解决了传统工艺中的关键矛盾，实现了氮、磷污染物的协同去除。其高生物量、耐冲击、省占地、少污泥的优势，使其在现代污水处理，尤其是高标准排放要求的项目中，展现出强大的生命力和广泛的应用前景，为水环境质量的持续改善提供了坚实的技术支撑。

钙基脱氮除磷填料是一种利用含钙化合物（如碳酸钙、氢氧化钙等）作为主要活性成分的多孔介质材料，通过物理化学和生物化学协同作用去除污水中的氮和磷。其原理如下：
1.除磷原理（化学沉淀为主）：
*钙离子释放：填料在水环境中缓慢溶解或水解，释放出钙离子（Ca2?）。
*磷酸钙沉淀：溶解的钙离子与污水中的磷酸根离子（PO?3?）发生化学反应，生成难溶于水的磷酸钙类沉淀物。主要反应包括：
*`5Ca2?+3PO?3?+OH?→Ca?(PO?)?OH(羟基磷灰石)`
*`3Ca2?+2PO?3?→Ca?(PO?)?(磷酸三钙)`
*pH作用：钙基填料（尤其是石灰石、氢氧化钙类）的溶解会提高局部微环境的pH值（偏碱性），这非常有利于磷酸钙沉淀的形成和稳定，因为磷酸钙在碱性条件下溶解度更低。
*吸附：填料本身的多孔结构也具有一定的物理吸附能力，可以吸附部分磷酸盐。
2.脱氮原理（生物作用为主）：
*生物膜载体：填料巨大的比表面积和丰富的孔隙结构，为微生物（硝化菌和反硝化菌）提供了理想的附着生长表面，形成生物膜。
*硝化作用：在填料外层及好氧区域，附着生长的硝化细菌（亚硝化菌、硝化菌）将污水中的氨氮（NH??/NH?）氧化为亚盐（NO??），并进一步氧化为盐（NO??）。
*反硝化作用：在填料内部微孔或局部缺氧/厌氧区域，附着生长的反硝化细菌利用污水中的有机碳源（或内源碳）作为电子供体，将盐（NO??）或亚盐（NO??）还原为氮气（N?）释放到大气中，实现脱氮。
*微环境调控：钙基填料的溶解会消耗部分CO?或产生OH?，可能对局部pH产生微调，间接影响硝化/反硝化菌的活性。钙离子也可能促进微生物絮凝和生物膜形成。
3.协同作用：
*化学除磷产生的沉淀物可能附着在填料表面或孔隙内，但填料的多孔结构有助于减缓堵塞。
*生物膜的存在及其代谢活动也可能影响局部化学环境（如pH、溶解氧），进而影响钙盐溶解和磷酸盐沉淀效率。
*钙离子对微生物絮凝和生物膜稳定性的促进作用，有助于维持的生物脱氮能力。
总结来说，钙基脱氮除磷填料的原理是：利用钙离子的化学沉淀作用除磷（主要在高pH微环境下形成磷酸钙沉淀），同时利用其巨大的比表面积作为微生物载体，通过附着生长的硝化菌和反硝化菌完成生物脱氮过程。物理吸附也贡献部分除磷能力。化学沉淀、生物转化和物理吸附在填料微环境中协同作用，实现对氮磷污染物的同步去除。

除磷填料：污水治理的“除磷卫士”
在污水治理领域，特别是面对富营养化污染的挑战，除磷填料已成为深度去除磷污染的关键技术手段。这类填料通过物理、化学或生物协同作用，能、稳定地将水体中的溶解性磷酸盐捕获并固定。
材料与除磷机制：
*改性沸石/矿物基填料：如镧、锆改性沸石或天然铁矿砂，通过强大的吸附能力和离子交换作用（如镧与磷酸根形成LaPO?沉淀），实现除磷。其多孔结构提供巨大比表面积，增强吸附容量。
*钙基复合填料：以氢氧化钙、氧化钙或含钙工业废渣（如钢渣）为，通过化学沉淀作用（形成羟基磷灰石等稳定沉淀物）实现高除磷率。其碱性环境也有助于磷的沉淀固定。
*铁/铝基复合填料：利用铁盐或铝盐（如聚合氯化铁、硫酸铝）负载于多孔载体（如活性氧化铝、陶粒），通过配位络合、静电吸附及化学沉淀（形成FePO?、AlPO?）除磷，尤其适合低浓度磷的深度处理。
*生物载体复合填料：在具有良好生物挂膜性能的填料（如多孔悬浮填料）上负载除磷化学药剂，结合生物同化吸收与化学沉淀作用，实现协同强化除磷。
显著优势：
1.稳定：对低浓度磷（<0.5mg/L）仍具优异去除能力，可达90%以上，出水稳定达标（如地表III类水标准TP≤0.2mg/L）。
2.运行简便：多以固定床形式应用（如滤池、反应器），无需复杂设备，操作管理简单，适应性强。
3.经济耐用：部分材料（如改性沸石、钙基填料）可再生重复使用，显著降低长期运行成本；机械强度高，使用寿命长。
4.绿色潜力：可利用工业废料（如钢渣）制备，实现“以废治废”，符合循环经济理念。
应用场景：
广泛应用于市政污水处理厂深度处理单元、人工湿地强化除磷系统、农村分散式污水处理设施、以及工业废水（如养殖、食品加工、磷化工）的除磷提标改造。
除磷填料凭借其出色的除磷性能、稳定的运行表现和良好的经济性，正成为水环境治理中不可或缺的“除磷卫士”，为守护水体生态健康、实现水环境持续改善提供着坚实的技术支撑。