关于污水生物除磷

近年来，随着工农业生产的快速增长，人口的急剧增加，以及含磷洗涤剂和农药化肥的大量使用，环境中磷的超标导致水污染和富营养化日益严重。研发经济高效的除磷污水处理技术已成为水污染控制工程的研究热点。

生物除磷原理

生物除磷是通过聚磷菌在厌氧环境下释放磷，然后在好氧环境下聚磷来实现的。首先，多聚磷酸是一种高能化合物，水解时放出热量。

在厌氧环境下，聚磷菌细胞内的多聚磷酸水解，产生聚磷菌代谢所需的能量，但这种能量不足以满足细胞增殖所需的能量。在代谢过程中，废水中的有机物会被利用，但多聚磷酸会在聚磷菌的作用下沉淀出细胞外，导致厌氧环境中磷的增加。

在有氧环境下，聚磷菌通过有氧呼吸氧化分解厌氧阶段积累在体内的有机物合成ATP，并利用这一能量增殖聚磷菌，合成多聚磷酸。合成的多聚磷酸在好氧阶段吸收的磷量比在厌氧环境中释放的多，从而达到去除废水中磷的目的。

影响生物除磷因素

(1)溶解氧

生物除磷要求创造适合聚磷菌生长的环境，使聚磷菌种群得以增殖。在工艺上，可以设置交替的厌氧和好氧环境条件，使聚磷菌选择性生长。

第一，无氧区必须控制严格的无氧环境。这与聚磷细菌的生长、释放磷的能力和利用有机底物合成PBH的能力直接相关。

其次，好氧区必须提供充足的溶解氧。以满足聚磷菌降解储存的PHB并释放足够能量进行过量吸磷的需要，从而有效吸收废水中的磷。

一般厌氧阶段DO应严格控制在0.2mg/L以下，二级好氧阶段DO应控制在2mg/L以上。

(2)硝酸盐

当厌氧阶段存在硝酸盐时，反硝化菌与聚磷菌竞争优先利用底物中的甲酸、乙酸、丙酸等低分子有机酸，聚磷菌处于劣势，抑制了聚磷菌的释磷。只有当污水中聚磷菌所需的低分子脂肪酸量足够时，硝酸盐的存在才可能不影响除磷效果。

(3)pH值和碱度

污水生物除磷好氧池适宜的pH值为6~8。在污水中保持一定的碱度有缓冲作用，可以保持pH值的稳定。为了保持好氧池的pH值接近中性，池内剩余总碱度应大于70 mg/L。

(4)生化需氧量/总磷

当聚磷菌厌氧释放磷时，它们吸收易降解的有机物并将其储存在细菌中。如果BOD5/TP比值过低，会影响聚磷菌在释磷过程中吸收和储存易降解有机物的能力，从而影响其好氧吸磷，降低除磷效果。一般认为，只有当进水BOD5/TP大于15时，才能获得理想的除磷效果。因此，可以采用部分进水和穿越初沉池来获得除磷所需的BOD5。

(5)污泥龄

生物除磷主要是通过去除剩余污泥来实现的，所以剩余污泥的多少会影响除磷效果，污泥龄短的系统会产生更多的剩余污泥，可以达到更高的除磷效果。

(6)温度

一般来说，在10~30℃的温度范围内可以达到较好的除磷效果。

污水生物除磷工艺:

除磷工艺流程可分为主流程除磷工艺和副流程除磷工艺。

主流除磷的厌氧段工艺在处理污水的水流方向，代表工艺 A/O、A2/O、Bardenpho 工艺和Phoredox 工艺

测流除磷厌氧段工艺不在水流方向，而是在回流污泥测流。具体是将部分含磷回流污泥分流至厌氧段释放磷，然后通过石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。

普通除磷工艺:

1、A2/O 工艺

A2/O工艺在A/O 工艺的基础上增加一个缺氧段，使好氧区的混合液回流到缺氧区进行反硝化反硝化，从而将除磷和反硝化合二为一。充气区的体积减小。

但由于内循环，系统排出的剩余污泥只有一小部分经历了完整的释磷和吸磷过程，其余基本上从缺氧区直接进入好氧区，不具备厌氧条件，不利于系统除磷。而且为了减少回流污泥中的硝酸盐，需要增加混合液的回流，从而增加了电耗。

2、Phostrip 工艺

本工艺将生物法和化学除磷法结合起来，将一部分回流污泥(约为进水流量的10% ~ 20%)分流至厌氧池进行除磷。污泥一般在厌氧池停留8 ~ 12小时，聚磷菌在厌氧池释放磷，除磷后的污泥回流到曝气池继续吸磷。含磷的上清液进入化学沉淀池，加入石灰生成沉淀。其除磷效率可达90%以上，出水磷含量可小于1mg·L-1，对进水水质波动适应性强，受进水BOD影响较小。另外，大部分磷以石灰渣的形式沉淀去除，所以污泥/[K31/]没有高磷剩余污泥那么复杂。

3.氧化沟工艺

氧化沟工艺由于其特殊的运行方式，在空间上形成了缺氧和好氧的交替变化，达到了硝化、反硝化和生物除磷的目的。可在低负荷、长泥龄条件下运行，由于不需要回流，比普通工艺节能10% ~ 20%。如果水量大或者负荷高，工艺会占用大量地面。

除磷处理设施的运行管理有哪些注意事项:

1.厌氧段是生物除磷的关键环节，其容积一般按水力停留时间0.5~2h确定。如果进水有机物含量较高，应尽量减少水力停留时间，以保证好氧段进水的BOD5含量。

2.如果磷的排放标准很高，选择的除磷工艺不能满足出水要求，可以增加化学除磷或过滤处理去除水中残留的低含量磷。

3.在污泥处理的过程中，如果出现厌氧状态，剩余污泥中的磷会再次释放出来。重力浓缩容易产生厌氧状态，有除磷要求的剩余污泥不能用这种方法。而应采用气浮选矿、机械选矿、皮带重力选矿等不产生厌氧状态的选矿方法。如果只能使用重力浓缩，则必须在工艺流程中添加化学沉淀设施，以去除浓缩上清液中所含的磷。

4.污泥龄是影响生物脱氮除磷的重要因素。脱氮要求越高，所需污泥龄越长，对除磷越不利。特别是当进水BOD5/TP小于20时，泥龄应控制得越短越好。但如果进水BOD5较低，活性污泥生长较慢，则不可能控制泥龄过短。这时候就需要化学除磷了。

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