“生物除磷法”去除廢水中磷的原理分析

發(fā)布日期： 2024-03-15 22:36:25 閱讀量： 1

1、生物除磷的原理

污水生物除磷的原理就是人為創(chuàng)造生物超量除磷過程，實現(xiàn)可控的除磷效果。整個過程必須通過創(chuàng)造厭氧環(huán)節(jié)利用厭氧微生物的作用來實現(xiàn)生物除磷過程。

1）厭氧條件下釋磷

在沒有溶解氧或硝態(tài)氮存在的條件下，兼性細菌通過發(fā)酵作用將可溶性BOD5轉(zhuǎn)化為低分子揮發(fā)性有機酸VFA。聚磷菌吸收這些發(fā)酵產(chǎn)物或來自原污水的VFA，并將其運送到細胞內(nèi)，同化成胞內(nèi)碳能源儲存物質(zhì)PHB，所需的能力來源于聚磷的水解以及細胞內(nèi)糖的酵解，并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。

2）好氧條件下攝磷

好氧條件下，聚磷菌的活力得到恢復(fù)，并以聚磷的形式存儲超過生長所需的磷量，通過PHB的氧化代謝產(chǎn)生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能鍵的形式捕集存儲，磷酸鹽從水中被去除。

3）富磷污泥的排放

產(chǎn)生的富磷污泥通過剩余污泥的形式排放，從而將磷去除。從能量角度來看，聚磷菌在無氧條件下釋放磷獲取能量以吸收廢水中溶解性有機物，在好氧狀態(tài)下降解吸收溶解性有機物獲取能量以吸收磷。

除磷的關(guān)鍵是厭氧區(qū)的設(shè)置，可以說厭氧區(qū)是聚磷菌的生物選擇器。聚磷菌能在短暫的厭氧條件下，由于非聚磷菌吸收低分子基質(zhì)并快速同化和儲存這些發(fā)酵產(chǎn)物，即厭氧區(qū)為聚磷菌提供了競爭優(yōu)勢。

這樣一來，能吸收大量磷的聚磷菌就能在處理系統(tǒng)中得到選擇性增殖，并可通過排除高含磷量的剩余污泥達到除磷的目的。這種選擇性增殖的另一好處是抑制了絲狀菌的增殖，避免了產(chǎn)生沉淀性能較差的污泥的可能，因此厭氧/好氧生物除磷工藝一般不會出現(xiàn)污泥膨脹。

2、生物除磷的影響因素

1）溶解氧

首先必須在厭氧區(qū)嚴控制的厭氧環(huán)境，這直接關(guān)系到聚磷菌的生長狀況、釋磷能力及利用有機基質(zhì)合成PHB的能力。其次是必須在好氧區(qū)供給足夠的溶解氧，以滿足聚磷菌對儲存的PHB進行降解，釋放足夠的能量供其過量攝磷。一般厭氧段的DO要嚴格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的DO要嚴格控制在2mg/L以上。

2）厭氧區(qū)硝態(tài)氮

硝態(tài)氮包括硝酸鹽和亞硝酸鹽，硝態(tài)氮的存在也會消耗有機基質(zhì)而抑制聚磷菌對磷的釋放，從而影響好氧條件下聚磷菌對磷的吸收。另外，硝態(tài)氮的存在會被部分聚磷菌作為電子受體進行反硝化，從未影響其以發(fā)酵產(chǎn)物作為電子受體進行發(fā)酵產(chǎn)酸、抑制聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。

3）溫度

一般來說，在5~30℃范圍內(nèi)，都可以收到較好的除磷效果。

4）pH值

pH值在6~8范圍內(nèi)，磷的釋放比較穩(wěn)定。

5）BOD負荷和有機物性質(zhì)

一般認為，進水中的BOD5/TP要大于15，才能保證聚磷菌有足夠的基質(zhì)，從而獲得理想的除磷效果。為此，可以采用部分進水和跨越初沉池的方法，獲得除磷所需的BOD5量。

6）泥齡

一般以除磷為目的的生物處理系統(tǒng)的泥齡控制在3.5~7d。

3、廢水生物除磷的方法有哪些

廢水生物除磷包括厭氧釋磷和好氧攝磷兩個過程，因此廢水生物除磷的工藝流程由厭氧和好氧兩個部分組成。按照磷的最終去除方式和構(gòu)筑物的組成，除磷工藝流程可分為主流程除磷工藝和側(cè)流程除磷工藝。

主流除磷工藝的厭氧段在處理污水的水流方向上，磷的最終去除通過剩余污泥排放，典型的方法有厭氧/好氧（A/O）工藝，其他方法有厭氧/缺氧/好氧（A/2O）工藝、Phoredox工藝、UTC工藝、VIP工藝以及SBR工藝、氧化溝工藝等。

側(cè)流工藝的厭氧段不在處理污水的水流方向上，而是在回流污泥的側(cè)流上，具體方法是將部分含磷回流污泥分流到厭氧段釋放磷，再用石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。

4、除磷設(shè)施運行管理的注意事項

1）厭氧段是生物除磷最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其容積一般按0.5~2h的水力停留時間確定，如果進水中容易生物降解的有機物含量較高，應(yīng)當(dāng)設(shè)法減少水力停留時間，以保證好氧段進水的BOD5含量。

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

3）生物除磷工藝的機理是將溶解轉(zhuǎn)移到活性污泥生物細胞中，通過剩余污泥的排放從系統(tǒng)中除去。在污泥的處理過程中，如果出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，剩余污泥中的磷就睡重新釋放出來。

重力濃縮容易產(chǎn)生厭氧狀態(tài)，有除磷要求的剩余污泥處理不能采用這種方法，而應(yīng)當(dāng)使用氣浮濃縮、機械濃縮、帶式重力濃縮等不產(chǎn)生厭氧狀態(tài)的濃縮方法。如果只能選擇重力濃縮時，必須在工藝流程中增設(shè)化學(xué)沉淀設(shè)施去除濃縮上清液中所含的磷。

4）泥齡是影響生物脫氮除磷的主要因素，脫氮要求越高，所需泥齡越長。而泥齡越長，對除磷越不利。尤其是在進水BOD5/TP小于20時，泥齡越短越好。

但如果進水BOD5偏低，活性污泥增長緩慢，就不可能將泥齡控制的太短，此時必須進行化學(xué)除磷。

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“生物除磷法”去除廢水中磷的原理分析