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食品污水處理在去除磷的過程中有哪些問題？

2024-07-09閱讀量：716

在食品污水處理行業中，去除磷的過程中可能會遇到以下幾個問題：

1. 廢水成分復雜

食品廢水中的成分往往非常復雜，除了磷之外，還可能含有高濃度的有機物（如蛋白質、脂肪等）、懸浮物、油脂以及重金屬離子等。這些成分的存在可能會影響磷的去除效果，如油脂可能附著在生物膜上降低生物活性，懸浮物可能堵塞管道和設備，而有機物則可能與磷競爭處理劑或微生物的營養源。

2. 磷濃度波動大

由于食品生產過程的不穩定性，廢水中的磷濃度也可能存在較大的波動。這種波動要求處理系統具備較強的適應性和抗沖擊能力，以確保在不同濃度下都能保持穩定的除磷效果。

3. 微生物活性受影響

在生物除磷過程中，微生物的活性對除磷效果至關重要。然而，廢水中的溫度、pH值、溶解氧含量以及有毒有害物質等因素都可能影響微生物的代謝和活性，從而影響除磷效果。例如，溫度降低會影響微生物的新陳代謝和生理活性，導致聚磷菌的釋磷和吸磷效果下降。

4. 泡沫問題

當廢水中含有合成洗滌劑及其他起泡物質時，可能會在曝氣池表面形成大量泡沫。這些泡沫不僅會隔絕空氣與水接觸，減小葉輪的充氧能力，還會吸附大量活性污泥固體，影響二沉池的沉淀效率，惡化出水水質。此外，泡沫還可能隨風飄散，影響環境衛生。

5. 污泥膨脹

污泥膨脹是活性污泥法處理過程中常見的問題之一。在二沉池或加速曝氣池的沉淀區內，如果污泥出現結構松散、沉降性差的情況，就可能隨水漂浮并溢出池外，造成出水水質惡化和污泥大量流失。污泥膨脹的原因可能包括絲狀菌過度繁殖、營養物質不足或失衡等。

6. 藥劑投加量控制

在化學除磷過程中，藥劑的投加量是一個需要嚴格控制的因素。投加量不足可能導致除磷效果不佳，而投加過量則可能造成水體二次污染。因此，需要根據廢水的具體情況和試驗結果來確定合適的藥劑投加量。

7. 技術選擇與經濟性

不同的除磷技術具有不同的優缺點和適用范圍。在選擇除磷技術時，需要綜合考慮技術的可行性、經濟性、環保性以及處理效果等因素。例如，化學除磷法雖然操作簡單、除磷效率高，但藥劑成本較高；生物除磷法則具有運行成本低、無二次污染等優點，但處理效果可能受到多種因素的影響。

在食品污水處理行業中，去除磷的幾種主要方法及其各自的優缺點如下：

1. 化學除磷法

優點：

除磷效果好：通過投加化學藥劑，可以形成不溶性的磷酸鹽沉淀物，有效去除污水中的磷，處理效率可達80%~90%。
適應性強：對于不同濃度和成分的廢水，通過調整藥劑投加量和反應條件，都能達到較好的除磷效果。
操作相對簡單：化學反應過程較為直接，操作步驟相對簡單。

缺點：

處理費用較高：由于需要投加大量的化學藥劑，因此處理費用相對較高。
產生大量化學污泥：化學反應產生的沉淀物需要處理，增加了污泥的處理和處置成本。
可能對水質產生其他影響：過量投加藥劑可能導致水體中其他離子濃度的變化，影響水質。

應用場景：

高濃度含磷廢水：當食品廢水中磷的濃度較高時，化學除磷法能夠快速有效地降低磷含量，適用于需要快速處理高濃度磷廢水的場景。
對出水水質有嚴格要求：對于需要達到嚴格出水水質標準的食品污水處理項目，化學除磷法能夠穩定地去除磷，確保出水水質達標。
應急處理：在突發情況下，如廢水中的磷含量突然升高，化學除磷法可以作為應急處理手段，迅速降低磷含量，避免對環境造成嚴重影響。

2. 生物除磷法

優點：

運行成本低：相比化學除磷法，生物除磷法不需要額外投加大量化學藥劑，因此運行成本較低。
無二次污染：生物除磷過程中不會產生化學污泥等二次污染物，對環境友好。
污泥肥分高：生物除磷產生的污泥含有較高的磷含量，具有一定的肥料價值，可用于農業等領域。

缺點：

對廢水組分的依賴性強：增加活性污泥中聚磷菌的數量，除其他因素外，主要取決于可獲得的有機碳化合物（COD和BOD）的數量和質量。對于一些廢水組分（通常用COD:P或BOD:P來表達），可能不易采用生物法進行除磷。
穩定性和靈活性較差：盡管采用較好的控制方法，但出水中磷酸鹽濃度在外界環境有顯著改變時（如暴雨時期），要明顯高于化學方法。而且生物法除磷對于提高不穩定出水質量的能力也比較有限。
對污泥體積指數（SVI）的影響：實踐中發現，當引進生物除磷工藝后，可能會使SVI值上升，影響污泥的沉降性能。

應用場景：

可生化性好的廢水：生物除磷法依賴于微生物的代謝活動，因此適用于可生化性好的食品廢水。這類廢水中含有豐富的有機物，能夠為微生物提供充足的營養源。
低濃度含磷廢水：對于磷濃度較低的食品廢水，生物除磷法可以在保證出水水質的同時，降低運行成本。
長期穩定運行：生物除磷法具有長期穩定運行的優勢，適用于需要長期連續處理食品廢水的場景。

3. 吸附除磷法

優點：

除磷效率高：吸附除磷技術利用吸附劑對廢水中的磷進行吸附，其除磷效率高達90%以上，比傳統生物除磷、化學除磷等技術更為高效。
操作簡便：只需在廢水處理系統中添加吸附劑即可，不需要過多的人工干預和設備支持。
選擇性強：可以通過調整吸附劑的種類和用量來實現對磷的選擇性吸附，且可以根據實際情況自由調整吸附劑的添加量。

缺點：

吸附劑價格較高：吸附劑的成本較高，且需要不斷補充，會增加廢水處理的成本。
一次性除磷量有限：吸附劑對磷的吸附量有一定限制，需要定期更換吸附劑，因此一次性除磷量有限。如果處理的污水中磷含量過高，需要頻繁更換吸附劑，增加了處理成本。
對水質變化敏感：吸附除磷技術對水質變化和外界環境影響較為敏感，可能導致除磷效率下降，需要及時調整處理方案。

應用場景：

深度處理：在食品廢水處理的深度處理階段，吸附除磷法可以作為進一步去除磷的手段，提高出水水質。
小規模處理：對于小規模的食品廢水處理項目，吸附除磷法具有操作簡單、占地面積小等優點，適合作為處理工藝的一部分。
特定條件下的應用：在某些特定條件下，如需要快速去除廢水中的磷以滿足臨時性水質要求時，吸附除磷法可以作為一種有效的選擇。

4. 離子交換法

優點：

有效去除有害離子：離子交換可以有效地去除廢水中的有害離子，包括磷等，提高水質。
回收有價值離子：在去除有害離子的同時，還可以回收有價值離子，降低生產成本。
設備簡單易操作：離子交換設備相對簡單，操作和維護方便。

缺點：

初期投資較高：對于一些小型污水處理廠來說，離子交換設備的初期投資可能較高，難以承受。
使用壽命有限：離子交換劑的使用壽命有限，需要定期更換，增加了運行成本。
可能無法完全去除某些有害物質：在某些情況下，離子交換可能無法完全去除廢水中的某些有害物質，需要結合其他處理方法使用。

應用場景：

低濃度含磷廢水：離子交換法適用于處理磷濃度較低的食品廢水，通過選擇性吸附去除磷元素。
對出水水質有高精度要求：當對出水水質有高精度要求時，離子交換法能夠確保出水中的磷含量達到極低水平。
與其他工藝組合使用：離子交換法通常與其他除磷工藝組合使用，以提高整體除磷效果。例如，在化學除磷或生物除磷的基礎上，采用離子交換法進一步去除殘留的磷元素。

實際選擇除磷方法時還需考慮廢水水質、處理規模、處理成本、環境影響以及技術可行性等多方面因素。同時，隨著污水處理技術的不斷發展，新的除磷方法也在不斷涌現，為食品污水處理行業提供了更多的選擇。

各種除磷方法都有其獨特的優勢和局限性。在實際應用中，需要根據廢水的具體情況和處理要求選擇合適的方法或組合多種方法以達到最佳的除磷效果。