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环保水治理分析贴之污水处理工艺中的生物除磷法

环保水治理分析贴之污水处理工艺中的生物除磷法

在污水处理中作为水体富营养化祸首之一的磷,是污水处理工艺中关注的重点对象之一,而污水处理中的除磷法又分为化学除磷法和生物除磷法,今天就生物除磷法的基本知识作相关探讨。

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生物处理法基本原理:

生物除磷法的基本原理就是利用聚磷菌(也称除磷菌、磷细菌)的细菌在污水处理的厌氧条件下能充分释放其细胞体内的聚合磷酸盐;而在好氧条件下,又能超过其生理需要从水中吸收磷,并将其转化为细胞体内的聚合磷酸盐,从而形成富含磷的生物污泥,通过沉淀从污水处理工艺系统中排出,实现污水处理工艺中的生物除磷。

 

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影响因素:

污水处理工艺中生物除磷的影响因素包括:温度、PH值、厌氧池DO、厌氧池硝态氮、泥龄、RBCOD含量、糖原。

1、温度

温度对污水处理工艺的除磷效果影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显,在一定温度范围内,温度变化不是十分大时,污水处理工艺中的生物除磷都能成功运行。试验表明,在污水处理时,生物除磷的温度宜大于10℃,因为聚磷菌在低温时生长速度会减慢。

2、PH值

当PH值在6.5一8.0时,聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持稳定,当PH值低于6.5时,吸磷率急剧下降。PH值的突然降低,无论在污水处理工艺中好氧区还是厌氧区磷的浓度都会急剧上升,PH降低的幅度越大释放量越大,这说明PH降低引起的磷释放不是聚磷菌本身对PH变化的生理生化反应,而是一种纯化学的“酸溶”效应,而且PH下降引起的厌氧释放量越大,则好氧吸磷能力越低,这说明PH下降引起的释放是破坏性的,无效的。PH升高时则出现磷的轻微吸收。

3、溶解氧

每毫克分子氧可消耗易生物降解的COD3mg,致使聚磷生物的生长受到抑制,在污水处理时难以达到预计的除磷效果。在污水处理工艺中,厌氧区要保持较低的溶解氧值以更利于厌氧菌的发酵产酸,进而使聚磷菌更好的释磷,另外,较少的溶解氧更有利予减少易降解有机质的消耗,进而使聚磷菌合成更多的PHB。

而污水处理工艺中好氧区需要较多的溶解氧,以更利于聚磷菌分解储存的PHB类物质获得能量来吸收污水中的溶解性磷酸盐合成细胞聚磷。厌氧区的DO控制在0.3mg/l以下,好氧区DO控制在2mg/l以上,方可确保污水处理的厌氧释磷好氧吸磷的顺利进行。

4、厌氧池硝态氮

厌氧区硝态氮存在消耗有机基质而抑制PAO对磷的释放,从而影响污水处理中好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。另一方面,污水处理时硝态氮的存在会被气单胞菌属利用作为电子受体进行反硝化,从而影响其以发酵中间产物作为电子受体进行发酵产酸,从而抑制PAO的释磷和摄磷能力及PHB的合成能力。每毫克硝酸盐氮可消耗易生物降解的COD8.5mg,致使厌氧释磷受到抑制,一般控制在1.5mg/l以下。

5、泥龄

污泥龄越小,除磷效果越佳。在污水处理中降低污泥龄,可增加剩余污泥的排放量及污水处理工艺系统中的除磷量,从而削减二沉池出水中磷的含量。但对于同时除磷脱氮的生物处理工艺而言,为了满足硝化和反硝化细菌的生长要求,污泥龄往往控制得较大,这是污水处理中除磷效果难以令人满意的原因。

6、RBCOD(易降解COD)

研究表明,当以乙酸、丙酸和甲酸等易降解碳源作为释磷基质时,磷的释放速率较大,其释放速率与基质的浓度无关,仅与活性污泥的浓度和微生物的组成有关,该类基质导致的磷的释放可用零级反应方程式表示。而其他类有机物要被聚磷菌利用,必须转化成此类小分子的易降解碳源,聚磷菌才能利用其代谢。

7、糖原

糖原是由多个葡萄糖组成的带分枝的大分子多糖,是胞内糖的贮存形式。如上图所示聚磷菌中糖原在好氧环境下形成,储存能量在厌氧环境下代谢形成为PHAs的合成的原料NADH并为聚磷菌代谢提供能量。所以在污水处理工艺中延迟曝气或者过氧化的情况下,除磷效果会很差,因为过量曝气会在好氧环境下消耗一部分聚磷菌体内的糖原,导致厌氧时形成PHAs的原料NADH的不足。

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