生物除磷机理及影响因素！
人为产生过量的生物除磷过程，达到可控的除磷效果，是污水生物除磷的原理。利用聚磷菌的作用，建立厌氧和好氧交替的纽带，实现生物除磷。
1.聚磷菌的除磷机理
聚磷菌又称摄磷菌，是传统活性污泥工艺中的一类特殊细菌。它能在有氧条件下将污水中过量的磷吸收到体内，使普通细菌所含的磷比普通细菌高出数倍，因此被广泛用于生物除磷。
1)厌氧条件下的磷释放
兼性细菌可以在没有溶解氧和硝态氮的情况下，通过发酵将可溶性BOD5转化为低分子挥发性有机酸VFA。聚磷菌从原污水吸收这些发酵产物或VFA，转运到细胞内，同化为细胞内的碳储能物质PHB。所需的能力来自于多磷酸盐的水解和细胞内糖的糖酵解，从而释放出磷酸盐。
2)有氧条件下的磷吸收
在好氧条件下，聚磷菌的活性得到恢复，超过生长要求的磷以聚磷的形式储存起来。PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷合成。能量以聚磷高能键的形式储存，然后从水中去除磷酸盐。
3)富磷污泥排放
富磷污泥以剩余污泥的形式排出，从而去除磷。就能量而言，在厌氧条件下，聚磷菌释放磷获得吸能废水中的溶解性有机物，在好氧条件下降解吸收溶解性有机物获得吸能磷。
聚磷菌除磷的关键在于厌氧区的设置。在短期厌氧条件下，聚磷菌因其对低分子基质的吸收和对发酵产物的快速同化储存，在除磷能力上具有竞争优势。
这样，能够大量吸收磷的聚磷菌就可以在处理系统中选择性增殖，通过去除磷含量高的残渣来达到除磷的目的。选择性增殖的另一个优点是可以抑制丝状菌的增殖，避开沉降性差的污泥，所以厌氧/好氧生物除磷工艺一般不会发生污泥膨胀。
二、聚磷菌代谢的影响因素分析
在厌氧条件下，生物除磷法是通过聚磷菌释放磷，在好氧条件下过量摄入。通过富磷剩余污泥的除磷处理，影响聚磷菌代谢的因素有:温度、pH、厌氧池DO、厌氧池硝态氮、污泥龄、CP比、RBCOD含量、糖原、HRT等。
1)温度
在生物脱氮过程中，温度对除磷的影响不如温度明显。在一定温度范围内，温度变化不大时，生物除磷也能成功。结果表明，在低温下，生物除磷剂的除磷温度应大于10℃，因为细菌的生长速度会变慢。
2)pH值
当PH值为6.5-8.0时，微生物聚磷量和聚磷速率保持稳定，而当pH值低于6.5时，聚磷速率急剧下降。当pH突然下降时，好氧区和厌氧区的磷浓度都急剧上升，pH下降越大，磷的释放越大，说明PH下降引起的磷的释放不是聚磷菌对PH变化的生理生化反应，而是纯粹的化学“酸溶”作用，而PH下降引起的厌氧释放越大，PH吸收越小，说明PH下降引起的释放越小，效果越差。当pH值升高时，磷被轻微吸收。
3)溶解氧
分子氧每毫克可消耗1.14毫克可生物降解的COD，阻碍了富磷生物的生长，难以达到预期的除磷效果。厌氧条件下保持较低的溶解氧含量，有利于厌氧菌发酵产酸，使聚磷菌更好地释放磷。此外，较少的溶解氧有利于减少易降解有机物的消耗，使聚磷菌合成更多的PHB。
但在好氧条件下，需要更多的溶解氧才能使聚磷菌分解储存PHB物质产生能量，从而吸收污水中溶解的磷酸盐合成细胞聚磷。只有厌氧释放区DO控制在0.3mg/l以下，好氧释放区DO控制在2mg/l以上，好氧释放区才能顺利运行。
4)厌氧池中的硝酸盐氮
厌氧环境中的硝态氮能在一定程度上抑制PAO的释放，从而影响聚磷菌在好氧条件下对磷的吸收。硝态氮的存在会被气单胞菌作为电子受体产生反硝化作用，影响以发酵中间物为电子受体的PAO的能力和PHB的合成能力。硝酸盐每毫克可消耗2。86mg可生物降解COD导致厌氧释磷受到抑制，一般控制在1.5 mg/L以内
5)泥龄
由于生物除磷系统主要是通过排出污泥来实现除磷，所以污泥量决定了除磷系统的效果，而污泥龄直接影响剩余污泥的排出和污泥对磷的吸收。污泥龄越年轻，除磷效果越好。降低泥龄可以增加系统剩余污泥的排放量和除磷量，从而降低二沉池出水中的磷含量。但在生物处理中，能同时除磷脱氮的/[K32/]，对硝化反硝化细菌的生长要求较高，污泥龄往往控制较大，导致除磷效果不理想。对于一般的生物处理除磷系统，泥龄应控制在3.5~7天。
6)化学需氧量/总磷
在废水生物除磷过程中，厌氧阶段有机底物的种类和含量、微生物对营养物质的需求以及污水中磷的比例是影响除磷效果的重要因素。不同基质有机质中磷的厌氧释放和好氧吸收效果不同。低分子量可降解有机化合物(如挥发性脂肪酸等。)容易被聚磷菌利用。其体内储存的多聚磷酸盐分解会释放出更多的磷，诱导磷释放的能力更强，而高分子量难降解有机物导致聚磷菌释放更差的磷。厌氧期释磷越充分，好氧期吸磷量越大；另外，聚磷菌在厌氧阶段释放磷产生的能量主要用于吸收低分子有机基质，作为厌氧生存的基础。因此，进水中是否含有足够的有机物是影响聚磷菌能否在厌氧环境中顺利存活的重要因素。一般认为进水中COD/TP应大于15，以保证聚磷菌有足够的底物，达到理想的除磷效果。
7)RBCOD(易降解COD)
结果表明，以乙酸、丙酸、甲酸等可降解碳源为释磷底物时，磷的释放速率相对较高，且磷的释放速率与底物浓度无关，仅与活性污泥浓度和微生物组成有关。该底物引起的磷释放可用零级反应方程式表示。但是为了被聚磷菌利用，这些小分子必须转化为可降解的碳源，这样聚磷菌才能利用它们的代谢。
8)糖原
糖原是由许多葡萄糖组成的分支大分子多糖，以细胞内糖的形式储存。上述聚磷菌中的糖原在有氧环境下形成，在无氧环境下储存能量形成PHAs的合成原料NADH，为聚磷菌的代谢提供能量。因此，对于延迟曝气或过氧化，除磷效果会很差，因为过度曝气会在好氧条件下消耗聚磷菌的部分糖原，导致厌氧条件下作为PHA生成原料的NADH不足。
9)HRT
城市污水生物脱氮除磷系统的总磷释放和总磷吸收分别需要1.5~2.5小时和2.0~3.0小时。总之，磷释放的过程似乎更重要。所以我们更关注污水在厌氧段的停留时间。厌氧段的HRT过短，不能保证磷的有效释放，而污泥中的兼性酸化菌不能将污水中的大分子有机物充分分解为低级脂肪酸，可以使聚磷菌吸收，也会影响磷的释放。但是HRT太长，没必要。这样会增加资金投入和运营成本，同时也会产生一些副作用。总之，磷释放和磷吸收是两个相互联系的过程。聚磷菌只有在厌氧能力充足的情况下才能很好的吸收好氧，聚磷菌只有在厌氧能力充足的情况下才能很好的释放磷，从而形成良性循环。在实际运行中，我厂得到的数据是:1小时厌氧段的HRT值为15~1小时45分钟，而2小时~3小时10分钟好氧段的HRT值更合适。
10)回流速度(r)
对于A/O工艺，保证磷的释放非常重要。是为了使系统污泥在曝气池中携带足够的溶解氧进入二沉池，以防止污泥在二沉池中因厌氧而释放磷。但如果A/O系统不能快速排出污泥，二沉池内的泥层就会过厚，DO再高，污泥在无氧的情况下也不会释放磷。因此，A/O
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