污、废水_深度处理——除磷的微生物学原理与工艺

城市污水生物除磷原理与工艺1、生物法除磷原理生物除磷——就是利用聚磷菌能够过量的，在数量上超过其生理需要，从外部摄取磷，并将磷以聚合形式贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到从废水中除磷的效果。厌氧放磷：好氧吸磷：厌氧条件下，聚磷菌将体内的聚磷分解产生能量，释放PO43－一部分能量用于吸收外界可溶性脂肪酸，形成PHB另一部分能量用于生理活动需要好氧条件下，PHB分解产生能量一部分能量用于主动过量吸收环境中的PO43－，并合成聚磷另一部分能量用于细胞正常生长繁殖另一部分能量用于生理活动需要另一部分能量用于生理活动需要聚磷菌的放磷（厌氧）ATP聚磷菌细胞内的聚磷酸盐分解PO43-废水中脂肪酸PHB、糖原储存在细胞内聚磷菌的磷过量摄取（好氧）细胞内的PHB分解ATP废水磷聚磷菌聚磷酸盐储存在细胞内好氧时摄取的磷大大多于厌氧时释放的磷厌氧环境好氧环境有机基质产酸菌P乙酸P聚P聚PPHBPHB聚P聚P聚磷菌聚磷菌聚磷菌聚磷菌聚磷菌在好氧环境中竞争能力差，在厌氧环境中可成为优势菌种。聚磷菌厌氧－好氧系统生物除磷过程图•好氧时：大量繁殖（消耗能源——聚β-羟基丁二酸PHB）逆浓度梯度过量吸磷（贮备厌氧状态能源—多聚磷酸盐颗粒(异染颗粒)）；•厌氧时：正相反——不繁殖，释放磷酸盐于体外（产生能量供其储备消耗好氧状态能源——PHB）。有机基质厌氧区好氧区乙酸P聚磷菌聚磷菌O2聚磷菌聚磷菌产酸菌聚PPHBPHB聚P聚P聚P聚P聚P部分回流做种大部分（P）去除水中P污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌在厌氧的不利状态下，将体内积聚的聚磷分解，分解产生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为PHB(聚β-羟基丁酸)的形态储藏于体内。聚磷分解形成的无机磷释放回污水中，这就是厌氧释磷。厌氧环境中进入好氧状态后，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌的生理活动，部分供其从污水中变本加厉地、过量地摄取磷，以聚合磷酸盐（Ploy-P）的形式贮藏在菌体内而形成高磷污泥，这就是好氧吸磷。通过剩余污泥排出。普通活性污泥法通过同化作用除磷率可以达到12%~20%。而具生物除磷功能的处理系统排放的剩余污泥中含磷量可以占到干重5%~6%，去除率基本可满足排放要求。好氧环境中1）氧环境条件（a）溶解氧浓度：厌氧区如存在溶解氧，兼性厌氧菌就不会启动其发酵代谢，不会产生脂肪酸，也不会诱导放磷，好氧呼吸会消耗易降解有机质。厌氧段控制DO在0.2mg/l以下。好氧区的DO应大于2.0mg/L，以保证聚磷菌利用好氧代谢中释放的大量能量充分地吸磷。（b）NOx-浓度：产酸菌利用NOx-作为电子受体，抑制厌氧发酵过程；反硝化消耗易降解有机质。2、生物法除磷影响因素（2）有机物浓度及可利用性：碳源的性质对吸放磷及其速率影响极大。可发酵、易生物降解的碳源越多效果越好。BOD/TP大于15，才能保证聚磷菌足够的基质需求诱导聚磷菌放磷的有机基质分为三类：A类：乙酸、甲酸、丙酸等低分子有机酸，该类物质存在时放磷速度最快；B类：乙醇、甲醇、柠檬酸、葡萄糖等需在厌氧条件下转化成A类基质后才能被聚磷菌利用C类：丁酸、乳酸和琥珀酸等，该类能否引发放磷与污泥的微生物有关（3）污泥龄：污泥龄影响着污泥排放量及污泥含磷量，污泥龄越长，污泥含磷量越低，去除单位质量的磷须同时耗用更多的BOD。一般控制在3.5—7天同时脱氮除磷系统应处理好泥龄的矛盾。（4）pH：生物除磷系统合适pH为中性和微碱性。厌氧-好氧除磷工艺流程（释放磷）曝气池（BOD去除吸收磷）原污水处理水（厌氧）沉淀池（好氧）回流污泥（含磷污泥）剩余污泥含磷污泥用作肥料A2/O法由厌氧池和好氧池组成，能同时去除污水中有机物及磷3、生物除磷工艺流程（A2/O工艺）