廢水去磷的方法

  廢水中的磷最常見(jiàn)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(jí)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(zhǎng)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(guò)了微生物正常生長(zhǎng)所需求的磷量，這就是活性污泥的生物過(guò)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(guò)量除磷的原理而發(fā)展起來(lái)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(chēng)為聚磷菌(也稱(chēng)為除磷菌、磷細(xì)菌等)的細(xì)菌在厭氧條件下能充分開(kāi)釋其細(xì)胞體內(nèi)的聚合磷酸鹽(該進(jìn)程稱(chēng)為厭氧釋磷);而在好氧條件下又能跨過(guò)其生理需求從水中吸收磷(該進(jìn)程稱(chēng)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(guò)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(méi)有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件下，兼性細(xì)菌通過(guò)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(chǔ)存物—聚-β-羥基丁酸鹽(PHB)，所需的能量來(lái)源于聚磷菌將其細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài)磷的反應(yīng)，并導(dǎo)致磷酸鹽的開(kāi)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(chǔ)存超出生長(zhǎng)需求的磷量，通過(guò)對(duì)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(chǔ)存起來(lái)，磷酸鹽從液相去除。發(fā)生的高磷污泥通過(guò)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(gè)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(zhǎng)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(kāi)釋;另一方面會(huì)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(mǎn)足的溶解氧，以滿(mǎn)足聚磷菌對(duì)其儲(chǔ)存的PHB進(jìn)行降解，開(kāi)釋滿(mǎn)足的能量供其過(guò)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(huì)消耗有機(jī)基質(zhì)而克制聚磷菌對(duì)磷的開(kāi)釋?zhuān)缓笥绊懺诤醚鯒l件下聚磷菌對(duì)磷的吸收。另一方面，硝態(tài)氮的存在會(huì)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(duì)除磷效果的影響不如對(duì)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(zhǎng)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(kāi)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(huì)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(lèi)、含量及其與微生物營(yíng)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(kāi)釋和洽氧引起是不同的。
  根據(jù)生物除磷原理，相對(duì)分子質(zhì)量較小的易降解的有機(jī)物(如初級(jí)脂肪酸類(lèi)物質(zhì))易于被聚磷菌運(yùn)用，將其體內(nèi)儲(chǔ)存的多聚磷酸鹽分化開(kāi)釋出磷，誘導(dǎo)磷開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(chǔ)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(mǎn)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(mǎn)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(lái)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(guò)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(zhǎng)短對(duì)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(guò)短的污泥齡不只會(huì)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(lái)說(shuō)，厭氧區(qū)的停留時(shí)間越長(zhǎng)，除磷效果越好。但過(guò)長(zhǎng)的停留時(shí)間并不會(huì)太多地跋涉除磷效果，并且會(huì)有利于絲狀菌的生長(zhǎng)，使污泥的堆積功用惡化，因此厭氧段的停留時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。剩余污泥的處理方法也會(huì)對(duì)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(huì)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(kāi)釋。