廢水去磷的方法

  廢水中的磷最常見的是磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷。廢水的含磷量一般在10～15mg/L左右，其間70%是可溶性的。常規(guī)二級生物處理的出水中90%左右的磷以磷酸鹽的方法存在。在傳統(tǒng)的活性污泥法中，磷作為微生物正常生長所必需的元素用于微生物菌體的組成，并以生物污泥的方法排出，然后引起磷的去除，可以取得10%～30%的除磷效果。在某些情況下，微生物吸收的磷量跨過了微生物正常生長所需求的磷量，這就是活性污泥的生物過量除磷現(xiàn)象。廢水去磷可以用油漆廢水處理設(shè)備，還有生物除磷法，生物除磷的方法是運(yùn)用生物過量除磷的原理而發(fā)展起來的。

(一)生物除磷的原理
  根據(jù)霍爾米(Holmers)提出的化學(xué)式，活性污泥的組成是C118H170O51N17P，由此可知，C:N:P=46:8:1。假定廢水中N、P的含量低于此值，則需另行從外部投加;如等于此值，則在理論上應(yīng)當(dāng)是可以全部引起而加以去除的。
  生物除磷的基本原理是運(yùn)用一種被稱為聚磷菌(也稱為除磷菌、磷細(xì)菌等)的細(xì)菌在厭氧條件下能充分開釋其細(xì)胞體內(nèi)的聚合磷酸鹽(該進(jìn)程稱為厭氧釋磷);而在好氧條件下又能跨過其生理需求從水中吸收磷(該進(jìn)程稱為好氧吸磷)，并將其轉(zhuǎn)化為細(xì)胞體內(nèi)的聚合磷酸鹽，然后構(gòu)成富含磷的生物污泥，通過堆積從系統(tǒng)中排出這種富磷污泥，抵達(dá)從廢水中除磷的效果。
1.在厭氧區(qū)內(nèi)的釋磷進(jìn)程。在沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件下，兼性細(xì)菌通過發(fā)酵效果將溶解性BOD轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性有機(jī)酸(VFA)，聚磷菌吸收VFA并進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，同化組成為胞內(nèi)碳源的儲存物—聚-β-羥基丁酸鹽(PHB)，所需的能量來源于聚磷菌將其細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)態(tài)磷的反應(yīng)，并導(dǎo)致磷酸鹽的開釋。
2.在好氧區(qū)內(nèi)的吸磷進(jìn)程。聚磷菌的活力得到恢復(fù)并以聚磷的形狀儲存超出生長需求的磷量，通過對PHB的氧化代謝發(fā)生能量用于磷的吸收和聚磷的組成，能量以聚磷酸高能鍵的方法儲存起來，磷酸鹽從液相去除。發(fā)生的高磷污泥通過剩余污泥的方法得到排放，然后將磷從系統(tǒng)中去除。
(二)生物除磷的影響要素
1.溶解氧。
  溶解氧的影響包括兩個方面。首要必須在厭氧區(qū)中控制嚴(yán)峻的厭氧條件，這直接關(guān)系到聚磷菌的生長情況、釋磷才調(diào)及運(yùn)用有機(jī)基質(zhì)組成PHB的才調(diào)。因?yàn)镈O的存在，一方面DO將作為畢竟電子受體而克制厭氧菌的發(fā)酵產(chǎn)酸效果，阻擋磷的開釋;另一方面會耗盡能快速降解的有機(jī)基質(zhì)，然后減少聚磷菌所需的脂肪酸發(fā)生量，構(gòu)成生物除磷效果差。其次是在好氧區(qū)中要供給滿足的溶解氧，以滿足聚磷菌對其儲存的PHB進(jìn)行降解，開釋滿足的能量供其過量攝磷之需，有效地吸收廢水中的磷。一般厭氧段的DO應(yīng)嚴(yán)峻控制在0.2mg/L以下，而好氧段的溶解氧控制在2.0mg/L左右。
2.厭氧區(qū)硝態(tài)氮。
  硝態(tài)氮包括硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，其存在相同也會消耗有機(jī)基質(zhì)而克制聚磷菌對磷的開釋，然后影響在好氧條件下聚磷菌對磷的吸收。另一方面，硝態(tài)氮的存在會被部分生物聚磷菌(氣單胞菌)運(yùn)用作為電子受體進(jìn)行反硝化，進(jìn)而影響其以發(fā)酵中心產(chǎn)品作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸，然后克制了聚磷菌的釋磷和攝磷才調(diào)及PHB的組成才調(diào)。
3.溫度。
  溫度對除磷效果的影響不如對生物脫氮進(jìn)程的影響那么明顯，因?yàn)樵诟邷?、中溫、低溫條件下，不同的菌群都具有生物脫磷的才調(diào)，但低溫運(yùn)行時(shí)厭氧區(qū)的停留時(shí)間要更長一些，以保證發(fā)酵效果的結(jié)束及基質(zhì)的吸收。在5～30°C的范圍內(nèi)，都可以得到很好的除磷效果。
4.pH值。
pH值在6～8的范圍內(nèi)時(shí)，磷的厭氧開釋進(jìn)程比較穩(wěn)定。pH值低于6.5時(shí)生物除磷的效果會大大下降。
5.BOD負(fù)荷和有機(jī)物性質(zhì)。
  廢水生物除磷工藝中，厭氧段有機(jī)基質(zhì)的種類、含量及其與微生物營養(yǎng)物質(zhì)的比值(BOD5/TP)是影響除磷效果的重要要素。不同的有機(jī)物為基質(zhì)時(shí)，磷的厭氧開釋和洽氧引起是不同的。
  根據(jù)生物除磷原理，相對分子質(zhì)量較小的易降解的有機(jī)物(如初級脂肪酸類物質(zhì))易于被聚磷菌運(yùn)用，將其體內(nèi)儲存的多聚磷酸鹽分化開釋出磷，誘導(dǎo)磷開釋的才調(diào)較強(qiáng)，而高分子難降解的有機(jī)物誘導(dǎo)釋磷的才調(diào)較弱。厭氧階段磷的開釋越充分，好氧階段磷的引起量就越大。
  另一方面，聚磷菌在厭氧段開釋磷所發(fā)生的能量，首要用于其吸收進(jìn)水中低分子有機(jī)基質(zhì)組成PHB儲存在體內(nèi)，以作為其在厭氧條件壓抑環(huán)境下生計(jì)的基礎(chǔ)。因此，進(jìn)水中是否含有滿足的有機(jī)基質(zhì)提供給聚磷菌組成PHB，是關(guān)系到聚磷菌在厭氧條件下能否順利生計(jì)的重要要素。
一般認(rèn)為，進(jìn)水中BOD5/TP要大于15才調(diào)保證聚磷菌有滿足的基質(zhì)需求而取得超卓的除磷效果。為此，有時(shí)可以選用部分進(jìn)水和省去初度堆積池的方法來取得除磷所需的BOD負(fù)荷。
6.污泥齡。
  因?yàn)樯锩摿紫到y(tǒng)首要是通過打掃剩余污泥去除磷的，因此剩余污泥量的多少將挑選系統(tǒng)的除磷效果。而污泥齡的長短對污泥的攝磷效果及剩余污泥的排放量有著直接的影響。污泥齡越短，含磷量越高，排放的剩余污泥量多，就可以取得較好的脫磷效果。
  短的污泥齡還有利于好氧段控制硝化效果的發(fā)生而利于厭氧段充分釋磷，因此，僅以除磷為目的的污水處理系統(tǒng)中，一般宜選用較短的污泥齡。但過短的污泥齡不只會影響出水的BOD5和COD，甚至?xí)钩鏊腂OD5和COD達(dá)不到要求。以除磷為目的的生物處理工藝，污泥齡一般控制在3.5～7d。
  一般來說，厭氧區(qū)的停留時(shí)間越長，除磷效果越好。但過長的停留時(shí)間并不會太多地跋涉除磷效果，并且會有利于絲狀菌的生長，使污泥的堆積功用惡化，因此厭氧段的停留時(shí)間不宜過長。剩余污泥的處理方法也會對系統(tǒng)的除磷效果發(fā)生影響，因?yàn)槲勰酀饪s池中呈厭氧情況會構(gòu)成聚磷菌的釋磷，使?jié)饪s池上清液和污泥脫水液中含有高濃度的磷，因此有必要選用適合的污泥處理方法，避免磷的從頭開釋。