近年來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速增長(zhǎng)，人口的急劇增加，以及含磷洗滌劑和農(nóng)藥化肥的大量使用，環(huán)境中磷的超標(biāo)導(dǎo)致水污染和富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重。研發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的除磷污水處理技術(shù)已成為水污染控制工程的研究熱點(diǎn)。

生物除磷原理

生物除磷是通過(guò)聚磷菌在厭氧環(huán)境下釋放磷，然后在好氧環(huán)境下聚磷來(lái)實(shí)現(xiàn)的。首先，多聚磷酸是一種高能化合物，水解時(shí)放出熱量。

在厭氧環(huán)境下，聚磷菌細(xì)胞內(nèi)的多聚磷酸水解，產(chǎn)生聚磷菌代謝所需的能量，但這種能量不足以滿足細(xì)胞增殖所需的能量。在代謝過(guò)程中，廢水中的有機(jī)物會(huì)被利用，但多聚磷酸會(huì)在聚磷菌的作用下沉淀出細(xì)胞外，導(dǎo)致厭氧環(huán)境中磷的增加。

在有氧環(huán)境下，聚磷菌通過(guò)有氧呼吸氧化分解厭氧階段積累在體內(nèi)的有機(jī)物合成ATP，并利用這一能量增殖聚磷菌，合成多聚磷酸。合成的多聚磷酸在好氧階段吸收的磷量比在厭氧環(huán)境中釋放的多，從而達(dá)到去除廢水中磷的目的。

影響生物除磷因素

(1)溶解氧

生物除磷要求創(chuàng)造適合聚磷菌生長(zhǎng)的環(huán)境，使聚磷菌種群得以增殖。在工藝上，可以設(shè)置交替的厭氧和好氧環(huán)境條件，使聚磷菌選擇性生長(zhǎng)。

第一，無(wú)氧區(qū)必須控制嚴(yán)格的無(wú)氧環(huán)境。這與聚磷細(xì)菌的生長(zhǎng)、釋放磷的能力和利用有機(jī)底物合成PBH的能力直接相關(guān)。

其次，好氧區(qū)必須提供充足的溶解氧。以滿足聚磷菌降解儲(chǔ)存的PHB并釋放足夠能量進(jìn)行過(guò)量吸磷的需要，從而有效吸收廢水中的磷。

一般厭氧階段DO應(yīng)嚴(yán)格控制在0.2mg/L以下，二級(jí)好氧階段DO應(yīng)控制在2mg/L以上。

(2)硝酸鹽

當(dāng)厭氧階段存在硝酸鹽時(shí)，反硝化菌與聚磷菌競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)先利用底物中的甲酸、乙酸、丙酸等低分子有機(jī)酸，聚磷菌處于劣勢(shì)，抑制了聚磷菌的釋磷。只有當(dāng)污水中聚磷菌所需的低分子脂肪酸量足夠時(shí)，硝酸鹽的存在才可能不影響除磷效果。

(3)pH值和堿度

污水生物除磷好氧池適宜的pH值為6~8。在污水中保持一定的堿度有緩沖作用，可以保持pH值的穩(wěn)定。為了保持好氧池的pH值接近中性，池內(nèi)剩余總堿度應(yīng)大于70 mg/L。

(4)生化需氧量/總磷

當(dāng)聚磷菌厭氧釋放磷時(shí)，它們吸收易降解的有機(jī)物并將其儲(chǔ)存在細(xì)菌中。如果BOD5/TP比值過(guò)低，會(huì)影響聚磷菌在釋磷過(guò)程中吸收和儲(chǔ)存易降解有機(jī)物的能力，從而影響其好氧吸磷，降低除磷效果。一般認(rèn)為，只有當(dāng)進(jìn)水BOD5/TP大于15時(shí)，才能獲得理想的除磷效果。因此，可以采用部分進(jìn)水和穿越初沉池來(lái)獲得除磷所需的BOD5。

(5)污泥齡

生物除磷主要是通過(guò)去除剩余污泥來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以剩余污泥的多少會(huì)影響除磷效果，污泥齡短的系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生更多的剩余污泥，可以達(dá)到更高的除磷效果。

(6)溫度

一般來(lái)說(shuō)，在10~30℃的溫度范圍內(nèi)可以達(dá)到較好的除磷效果。

污水生物除磷工藝:

除磷工藝流程可分為主流程除磷工藝和副流程除磷工藝。

主流除磷的厭氧段工藝在處理污水的水流方向，代表工藝 A/O、A2/O、Bardenpho 工藝和Phoredox 工藝

測(cè)流除磷厭氧段工藝不在水流方向，而是在回流污泥測(cè)流。具體是將部分含磷回流污泥分流至厭氧段釋放磷，然后通過(guò)石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。

普通除磷工藝:

1、A2/O 工藝

A2/O工藝在A/O 工藝的基礎(chǔ)上增加一個(gè)缺氧段，使好氧區(qū)的混合液回流到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化反硝化，從而將除磷和反硝化合二為一。充氣區(qū)的體積減小。

但由于內(nèi)循環(huán)，系統(tǒng)排出的剩余污泥只有一小部分經(jīng)歷了完整的釋磷和吸磷過(guò)程，其余基本上從缺氧區(qū)直接進(jìn)入好氧區(qū)，不具備厭氧條件，不利于系統(tǒng)除磷。而且為了減少回流污泥中的硝酸鹽，需要增加混合液的回流，從而增加了電耗。

2、Phostrip 工藝

本工藝將生物法和化學(xué)除磷法結(jié)合起來(lái)，將一部分回流污泥(約為進(jìn)水流量的10% ~ 20%)分流至厭氧池進(jìn)行除磷。污泥一般在厭氧池停留8 ~ 12小時(shí)，聚磷菌在厭氧池釋放磷，除磷后的污泥回流到曝氣池繼續(xù)吸磷。含磷的上清液進(jìn)入化學(xué)沉淀池，加入石灰生成沉淀。其除磷效率可達(dá)90%以上，出水磷含量可小于1mg·L-1，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，受進(jìn)水BOD影響較小。另外，大部分磷以石灰渣的形式沉淀去除，所以污泥/[K31/]沒(méi)有高磷剩余污泥那么復(fù)雜。

3.氧化溝工藝

氧化溝工藝由于其特殊的運(yùn)行方式，在空間上形成了缺氧和好氧的交替變化，達(dá)到了硝化、反硝化和生物除磷的目的?？稍诘拓?fù)荷、長(zhǎng)泥齡條件下運(yùn)行，由于不需要回流，比普通工藝節(jié)能10% ~ 20%。如果水量大或者負(fù)荷高，工藝會(huì)占用大量地面。

除磷處理設(shè)施的運(yùn)行管理有哪些注意事項(xiàng):

1.厭氧段是生物除磷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其容積一般按水力停留時(shí)間0.5~2h確定。如果進(jìn)水有機(jī)物含量較高，應(yīng)盡量減少水力停留時(shí)間，以保證好氧段進(jìn)水的BOD5含量。

2.如果磷的排放標(biāo)準(zhǔn)很高，選擇的除磷工藝不能滿足出水要求，可以增加化學(xué)除磷或過(guò)濾處理去除水中殘留的低含量磷。

3.在污泥處理的過(guò)程中，如果出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，剩余污泥中的磷會(huì)再次釋放出來(lái)。重力濃縮容易產(chǎn)生厭氧狀態(tài)，有除磷要求的剩余污泥不能用這種方法。而應(yīng)采用氣浮選礦、機(jī)械選礦、皮帶重力選礦等不產(chǎn)生厭氧狀態(tài)的選礦方法。如果只能使用重力濃縮，則必須在工藝流程中添加化學(xué)沉淀設(shè)施，以去除濃縮上清液中所含的磷。

4.污泥齡是影響生物脫氮除磷的重要因素。脫氮要求越高，所需污泥齡越長(zhǎng)，對(duì)除磷越不利。特別是當(dāng)進(jìn)水BOD5/TP小于20時(shí)，泥齡應(yīng)控制得越短越好。但如果進(jìn)水BOD5較低，活性污泥生長(zhǎng)較慢，則不可能控制泥齡過(guò)短。這時(shí)候就需要化學(xué)除磷了。

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