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關於汙水生物除磷
瀏覽: 發布日期:2019-09-27
近年來隨著工農業生產快速增長、人口劇增、含磷洗滌劑和農藥化肥大量使用致使磷在環境中過量導致水環境汙染和水體的富營養化日益嚴重,研究開發經濟、高效的除磷的汙水處理技術已成為水汙染控製工程的研究重點。
原理:
生物除磷的基本原理是利用一種被稱為聚磷菌的細菌在厭氧條件下能充分釋放其細胞體內的聚合磷酸鹽;而在好氧條件下又能超過其生理需要從水中吸收磷,並將其轉化為細胞體內的聚合磷酸鹽,從而形成富含磷的生物汙泥,通過沉澱從係統中排出這種富磷汙泥,達到從廢水中除磷的效果。
1.在厭氧區內的釋磷過程。在沒有溶解氧和硝態氮存在的厭氧條件下,兼性細菌通過發酵作用將溶解性BOD轉化為揮發性有機酸(VFA),聚磷菌吸收VFA並進入細胞內,同化合成為胞內碳源的儲存物—聚-β-羥基丁酸鹽(PHB),所需的能量來源於聚磷菌將其細胞內的有機態磷轉化為無機態磷的反應,並導致磷酸鹽的釋放。
2.在好氧區內的吸磷過程。聚磷菌的活力得到恢複並以聚磷的形態儲存超出生長需要的磷量,通過對PHB的氧化代謝產生能量用於磷的吸收和聚磷的合成,能量以聚磷酸高能鍵的形式儲存起來,磷酸鹽從液相去除。產生的高磷汙泥通過剩餘汙泥的形式得到排放,從而將磷從係統中去除。
影響因素:
(1)溶解氧
生物除磷要求創造適合聚磷菌生長的環境,從而使聚磷菌群體增殖。在工藝上可設置厭氧、好氧交替的環境條件,使聚磷菌獲得選擇性增長。
首先必須在厭氧區控製嚴格的厭氧環境。這直接關係到聚磷菌的生長狀況、釋磷能力及利用有機基質合成PBH的能力。
其次是必須在好氧區提供充足的溶解氧。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之用,以便有效的吸收廢水中的磷。
一般厭氧段的DO要嚴格控製在0.2mg/L以下,二好氧段的DO要控製在2mg/L以上。
 (2)硝酸鹽
硝酸鹽在厭氧階段存在時,反硝化細菌與聚磷菌競爭優先利用底物中甲酸、乙酸、丙酸等低分子有機酸,聚磷菌處於劣勢,抑製了聚磷菌的磷釋放。隻有在汙水中聚磷菌所需的低分子脂肪酸量足夠時,硝酸鹽的存在才可能不會影響除磷效果。
 (3)pH與堿度
汙水生物除磷好氧池的適宜pH為6~8。汙水中保持一定的堿度具有緩衝作用,可使pH維持穩定,為使好氧池的pH維持在中性附近,池中剩餘總堿度宜大於70mg/L。
(4)BOD5/TP
聚磷菌厭氧釋磷時,伴隨著吸收易降解有機物貯存於菌體內,若BOD5/TP比值過低,影響聚磷菌在釋磷時不能很好地吸收和貯存易降解有機物,從而影響其好氧吸磷,使除磷效果下降。 一般認為,進水BOD5/TP大於15,才可以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。
(5)汙泥齡
生物除磷主要是通過排除剩餘汙泥來實現的,因此剩餘汙泥的多少會對除磷效果產生影響,汙泥齡短的係統產生的剩餘汙泥較多,可以取得較高的除磷效果。
(6)溫度
一般來說,溫度在10~30℃,都可以取得較好的除磷效果。
工藝: 
除磷工藝流程可分為主流程除磷工藝和側流程除磷工藝兩類。
主流除磷工藝的厭氧段在處理汙水的水流方向上,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,而是在回流汙泥的測流上。具體方法是將部分含磷回流汙泥分流到厭氧段釋放磷,再用石灰沉澱去除富磷上清液中的磷。
常用生物除磷工藝:
1、A2/O 工藝
A2/O工藝是在 A/O 工藝的基礎上增加了一個缺氧階段,使好氧區中的混合液回流至缺氧區使之反硝化脫氮,從而使除磷和脫氮相結合。縮小了曝氣區的體積。
 但是由於存在內循環,係統排放的剩餘汙泥中隻有少部分經曆了完整放磷吸磷過程,其餘基本上未經厭氧狀態而直接由缺氧區進入好氧區,這對於係統除磷是不利的。而且為了降低回流汙泥中的硝酸鹽,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除磷法結合在一起,將一部分回流汙泥 (約為進水流量的 10%~20%)分流到厭氧池除磷,汙泥在厭氧池中通常停留 8~12 h,聚磷菌則在厭氧池中進行磷的釋放,脫磷後的汙泥回流到曝氣池中繼續吸磷。含磷上清液進入化學沉澱池,投加石灰生成沉澱。它除磷效率可達 90%以上,處理出水含磷量可低於 1mg·L-1,對進水水質波動的適應性較強,較少受進水 BOD的影響,加之大部分磷以石灰汙泥的形式沉澱去除,因此汙泥處理不像高磷剩餘汙泥那樣複雜。
3、氧化溝工藝
氧化溝工藝由於其特殊的運行方式,在空間上形成了缺氧、好氧的交替變化,達到了硝化、反硝化和生物除磷的目的。其可在低負荷和較長的泥齡條件下運行,由於無需回流,比一般工藝節能 10% ~20%。若水量大或負荷高,則工藝占地麵會很大。
注意事項: 
1、厭氧段是生物除磷關鍵的環節,其容積一般按0.5~2h的水力停留時間確定,如果進水容易生物降解的有機物含量較高,應當設法減少水力停留時間,以保證好氧段進水的BOD5含量。
2、如果磷的排放標準很高,而所選除磷工藝不能滿足出水要求,可以增加化學除磷或過濾處理去除水中殘留的低含量磷。
3、在汙泥處理過程中如果出現厭氧狀態,剩餘汙泥中的磷就會重新釋放出來。重力濃縮容易產生厭氧狀態,有除磷要求的剩餘汙泥不能采用這種方法,而應當使用氣浮濃縮、機械濃縮、帶式重力濃縮等不產生厭氧狀態的濃縮方法。如果隻能選用重力濃縮時,必須在工藝流程中增設化學沉澱設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。尤其是在進水BOD5/TP小於20時,泥齡要控製的越短越好。但如果進水BOD5偏低,活性汙泥增長緩慢,就不可能將泥齡控製的太短,此時需要化學法除磷。
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