污水生物除磷機理
污水生物除磷是利用聚磷菌的超量磷吸收現(xiàn)象。聚磷菌在厭氧條件下，會釋放出在好氧條件下吸收的磷。進(jìn)入好氧區(qū)后，聚磷菌可將積貯的PHB好氧分解，釋放出的大量能量可供聚磷菌生長繁殖。
微生物在好氧條件下吸收的磷大大超過在厭氧條件下釋放的磷。由于系統(tǒng)經(jīng)常排放剩余污泥，被細(xì)菌過量攝取的磷也將隨之排出系統(tǒng)，因而可獲得較好的除磷效果。
影響除磷的因素
1、溶解氧
首先必須在厭氧區(qū)控制嚴(yán)格的厭氧環(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PBH的能力。
其次是必須在好氧區(qū)提供充足的溶解氧。以滿足聚磷菌對儲存的PHB進(jìn)行降解，釋放足夠的能量供其過量攝磷之用，以便有效的吸收廢水中的磷。
一般厭氧段的DO要嚴(yán)格控制在0.2mg/L以下，二好氧段的DO要控制在2mg/L以上。
2、硝酸鹽含量
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，進(jìn)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(jìn)行反硝化，從而影響其以發(fā)酵產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸、抑制聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PBH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時，磷的釋放比較穩(wěn)定
5、BOD5負(fù)荷和有機物性質(zhì)
一般認(rèn)為，進(jìn)水BOD5/TP大于15，才可以獲得理想的除磷效果。為此，可以采用部分進(jìn)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)的泥齡要控制在3.5~7d。
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側(cè)流程除磷工藝兩類。
主流除磷工藝的厭氧段在處理污水的水流方向上，其代表工藝有A/O、A2/O、Bardenpho 工藝、Phoredox 工藝、UCT、改良型UCT、SBR以及氧化溝工藝。
測流除磷工藝的厭氧段不在水流方向上，而是在回流污泥的測流上。比如 Phostrip 工藝。
生物除磷工藝優(yōu)點：表現(xiàn)出除磷效果好，并能改進(jìn)污泥沉降性能，減少活性污泥膨脹現(xiàn)象等。下面列舉幾個常用工藝。
1、A2/O 工藝
A2/O工藝是在 A/O 工藝的基礎(chǔ)上增加了一個缺氧階段，使好氧區(qū)中的混合液回流至缺氧區(qū)使之反硝化脫氮，從而使除磷和脫氮相結(jié)合。縮小了曝氣區(qū)的體積。
但是由于存在內(nèi)循環(huán)，系統(tǒng)排放的剩余污泥中只有少部分經(jīng)歷了完整放磷吸磷過程，其余基本上未經(jīng)厭氧狀態(tài)而直接由缺氧區(qū)進(jìn)入好氧區(qū)，這對于系統(tǒng)除磷是不利的。而且為了降低回流污泥中的硝酸鹽，必須提高混合液回流量，從而增加電耗。
2、Phostrip 工藝
該工藝把生物法和化學(xué)除磷法結(jié)合在一起，將一部分回流污泥 (約為進(jìn)水流量的 10%～20%)分流到厭氧池除磷，污泥在厭氧池中通常停留 8～12 h，聚磷菌則在厭氧池中進(jìn)行磷的釋放，脫磷后的污泥回流到曝氣池中繼續(xù)吸磷。含磷上清液進(jìn)入化學(xué)沉淀池，投加石灰生成沉淀。它除磷效率可達(dá) 90%以上，處理出水含磷量可低于 1mg·L-1，對進(jìn)水水質(zhì)波動的適應(yīng)性較強，較少受進(jìn)水 BOD 的影響，加之大部分磷以石灰污泥的形式沉淀去除，因此污泥處理不像高磷剩余污泥那樣復(fù)雜。
3、氧化溝工藝
氧化溝工藝由于其特殊的運行方式，在空間上形成了缺氧、好氧的交替變化，達(dá)到了硝化、反硝化和生物除磷的目的。其可在低負(fù)荷和較長的泥齡條件下運行，由于無需回流，比一般工藝節(jié)能 10% ～20%。若水量大或負(fù)荷高，則工藝占地面會很大。
所有的生物除磷系統(tǒng)都有以下幾個特點：保證厭氧區(qū)真正處于厭氧狀態(tài)，既不存在游離態(tài)的溶解氧，也不存在硝酸根等結(jié)合態(tài)氧，如通過改變污泥回流方式和路徑以避免硝酸根進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，而防止厭氧區(qū)的反硝化作用，對聚磷菌厭氧釋放磷的競爭抑制作用;保證厭氧區(qū)進(jìn)水中易生物降解有機物的含量，以使聚磷菌能在與其它細(xì)菌對食料的爭奪中占優(yōu)勢，如可在進(jìn)水中加入初沉污泥酸性發(fā)酵液等。
4、除磷處理設(shè)施運行管理的注意事項有哪些
(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(jìn)水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(jìn)水的BOD5含量。
(2)如果磷的排放標(biāo)準(zhǔn)很高，而所選除磷工藝不能滿足出水要求，可以增加化學(xué)除磷或過濾處理去除水中殘留的低含量磷。
(3)在污泥處理過程中如果出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，剩余污泥中的磷就會重新釋放出來。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。如果只能選用重力濃縮時，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重要因素。脫氮要求越高，所需泥齡越長，對除磷越不利。尤其是在進(jìn)水BOD5/TP小于20時，泥齡要控制的越短越好。但如果進(jìn)水BOD5偏低，活性污泥增長緩慢，就不可能將泥齡控制的太短，此時需要化學(xué)法除磷。
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