除磷方法可分為物化除磷法和生物除磷法及人工濕地除磷法。物化除磷法包括化學沉淀法、結晶法、吸附法。根據磷在污水中不同的存在方式,應采用不同的除磷技術。
化學沉淀法
化學沉淀法除磷的基本原理是通過投加化學藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀,然后通過固液分離將磷從污水中除去,根據使用的藥劑可分為石灰沉淀法和金屬鹽沉淀法。化學沉淀法具有管理方便、占地面積小、投資省、處理效率高等優點,但化學沉淀法投加藥劑費用太貴,且產生的化學污泥含水量大,脫水困難,難以處理,容易產生二次污染。
根據加藥點的不同,化學沉淀法除磷工藝可分為預沉淀、同步沉淀、后沉淀及兩點加藥工藝。這幾種工藝可以結合應用,但要注意混合與反應條件,通過紊流擴散與混合作用會出現良好的沉淀效果。
結晶法
在污水中,特別是城市污水廠剩余污泥處理后的上清液及養殖廢水中,含有濃度較高的磷酸鹽,氨氮、鈣離子、鎂離子及重碳酸鹽堿度,通過人為改變條件(提高pH值或同時加入藥劑增加金屬離子濃度),使不溶性晶體物質析出,主要是磷酸銨鎂晶體與羥基磷酸鈣。
結晶法除磷效率高,出水水質好,當其他水質指標達到規定值時,出水可滿足中水回用的要求;結晶法除磷使水中的磷在晶種上以晶體的形式析出,理論上不產生污泥,不會造成二次污染;結晶法除磷操作簡單,使用范圍廣,可用于城市生活污水廠二級出水的深度處理、去除污泥消化池中具有較高磷濃度的上清液等。
生物除磷法
在厭氧區(無分子氧和硝酸鹽),兼性厭氧菌將污水中可生物降解的有機物轉化為VFAs(揮發性脂肪酸類),在厭氧條件下,聚磷菌吸收了這些以及來自原污水的VFAs(VFAs主要來自于污水中可生物降解的組分,生活污水中的VFAs大約為總有機物的40%～50%左右),將其運送到細胞內,同化成細胞內碳能源儲存物(PHB),所需能量來源于聚磷的水解及細胞內糖的酵解,并導致磷酸鹽的釋放。
進入好氧狀態后,這些專性好氧的聚磷菌(PAOs)活力得到恢復,并以聚磷的形式攝取超過生長需要的磷量,通過PHB的氧化分解產生能量,用于磷的吸收和聚磷的合成,磷酸鹽從液相中去除,產生的富磷污泥,通過剩余污泥排放,磷從系統中得以去除。
反硝化聚磷菌(DPB)能在缺氧(無分子氧有硝酸鹽)環境下攝磷,反硝化除磷細菌DPB利用硝酸鹽為電子受體,產生生物攝磷作用。在生物攝磷的同時,硝酸鹽被還原為氮氣,這使得攝磷和反硝化脫氮這兩個不同的生物過程能夠利用同一類細菌、在同一個環境中完成。
吸附法
吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面積的固體物質,通過磷在吸附劑表面的附著吸附、離子交換或表面沉淀來實現污水的除磷過程。吸附除磷的過程既有物理吸附,又有化學吸附。對于天然吸附劑主要依靠巨大的比表面積,以物理吸附為主,而人工吸附劑較之天然吸附劑孔隙率及表面活性明顯提高,以化學吸附為主。
天然的吸附劑有粉煤灰、鋼渣、沸石、膨潤土、蒙托石、凹凸棒石、海泡石、活性氧化鋁、海棉鐵等;人工合成吸附劑在低磷濃度下仍有較高的吸附容量,有著巨大的優越性。現在已有Al,Mg,Fe,Ca,Ti,Zr和La等多種金屬的氧化物及其鹽類作為選擇材料。