污水中的磷是怎么回事？除磷原理？如何除磷？看完你就懂了！

②在好氧区内的吸磷过程，聚磷菌的活力得到恢复并以聚磷的形态储存超出生长需要的磷量，通过对PHB的氧化代谢产生能量用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式储存起来，磷酸盐从液相去除。产生的高磷污泥通过剩余污泥的形式得到排放，从而将磷从系统中去除。

由上可知，聚磷菌在厌氧状态下释放磷获取能量以吸收废水中溶解性有机物，在好氧状态下降解吸收的溶解性有机物获取能量以吸收磷，在整个生物除磷过程中表现为PHB的合成与分解。三磷酸腺苷(ATP)则作为能量的传递者。PHB的合成与分解作为一种能量的储存和释放过程，在聚磷菌的摄磷和放磷过程中起着十分重要的作用，即聚磷菌对PHB合成能力的大小将直接影响其摄磷能力的高低。正是因为聚磷菌在厌氧好氧交替运行的系统中有释磷和摄磷的作用，才使得它在与其他微生物的竞争中取得优势，从而使除磷作用向正反应的方向进行。聚磷菌在厌氧条件下能够将其体内储存的聚磷酸盐分解，以提供能量摄取废水中的溶解性有机基质，合成并储存PHB，这样使得其在与其他微生物的竞争中，其他微生物可利用的基质减少，从而不能很好地生长。在好氧阶段，由于聚磷菌的过量摄磷作用，使得活性污泥中的其他微生物得不到足够的有机基质及磷酸盐，也使聚磷菌在与其他微生物的竞争中获得优势。

八、生物除磷的影响因素

1溶解氧

溶解氧的影响包括两个方面。首先必须在厌氧区中控制严格的厌氧条件，这直接关系到聚磷菌的生长状况、释磷能力及利用有机基质合成PHB的能力。由于DO的存在，一方面DO将作为最终电子受体而抑制厌氧菌的发酵产酸作用，妨碍磷的释放;另一方面会耗尽能快速降解的有机基质，从而减少聚磷菌所需的脂肪酸产生量，造成生物除磷效果差。其次是在好氧区中要供给足够的溶解氧，以满足聚磷菌对其储存的PHB进行降解，释放足够的能量供其过量摄磷之需，有效地吸收废水中的磷。一般厌氧段的DO应严格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的溶解氧控制在2.0mg/L左右。

2厌氧区硝态氮

硝态氮包括硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，其存在同样也会消耗有机基质而抑制聚磷菌对磷的释放，从而影响在好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。另一方面，硝态氮的存在会被部分生物聚磷菌(气单胞菌)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，从而抑制了聚磷菌的释磷和摄磷能力及PHB的合成能力。

3温度

温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显，因为在高温、中温、低温条件下，不同的菌群都具有生物脱磷的能力，但低温运行时厌氧区的停留时间要更长一些，以保证发酵作用的完成及基质的吸收。在5~30°C的范围内，都可以得到很好的除磷效果。

4pH值

pH值在6～8的范围内时，磷的厌氧释放过程比较稳定。pH值低于6.5时生物除磷的效果会大大降低。

5BOD负荷和有机物性质

废水生物除磷工艺中，厌氧段有机基质的种类、含量及其与微生物营养物质的比值(BOD5/TP)是影响除磷效果的重要因素。不同的有机物为基质时，磷的厌氧释放和好氧摄取是不同的。根据生物除磷原理，相对分子质量较小的易降解的有机物(如低级脂肪酸类物质)易于被聚磷菌利用，将其体内储存的多聚磷酸盐分解释放出磷，诱导磷释放的能力较强，而高分子难降解的有机物诱导释磷的能力较弱。厌氧阶段磷的释放越充分，好氧阶段磷的摄取量就越大。另一方面，聚磷菌在厌氧段释放磷所产生的能量，主要用于其吸收进水中低分子有机基质合成PHB储存在体内，以作为其在厌氧条件压抑环境下生存的基础。因此，进水中是否含有足够的有机基质提供给聚磷菌合成PHB，是关系到聚磷菌在厌氧条件下能否顺利生存的重要因素。一般认为，进水中BOD5/TP要大于15才能保证聚磷菌有足够的基质需求而获得良好的除磷效果。为此，有时可以采用部分进水和省去初次沉淀池的方法来获得除磷所需的BOD负荷。

6污泥龄

由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的，因此剩余污泥量的多少将决定系统的除磷效果。而污泥龄的长短对污泥的摄磷作用及剩余污泥的排放量有着直接的影响。一般来说，污泥龄越短，污泥含磷量越高，排放的剩余污泥量就越多，越可以取得较好的脱磷效果。短的污泥龄还有利于好氧段控制硝化作用的发生而利于厌氧段充分释磷，因此，仅以除磷为目的的污水处理系统中，一般宜采用较短的污泥龄。但过短的污泥龄不仅会影响出水的BOD5和COD，甚至会使出水的BOD5和COD达不到要求。以除磷为目的的生物处理工艺，污泥龄一般控制在3.5～7d。一般来说，厌氧区的停留时间越长，除磷效果越好。但过长的停留时间并不会太多地提高除磷效果，而且会有利于丝状菌的生长，使污泥的沉淀性能恶化，因此厌氧段的停留时间不宜过长。剩余污泥的处理方法也会对系统的除磷效果产生影响，因为污泥浓缩池中呈厌氧状态会造成聚磷菌的释磷，使浓缩池上清液和污泥脱水液中含有高浓度的磷，因此有必要采取合适的污泥处理方法，避免磷的重新释放。

九、生物除磷工艺

废水生物除磷工艺一般由两个过程组成，即厌氧释磷和好氧摄磷两个过程。目前应用的生物除磷工艺主要有在生物除磷基本原理基础上发展起来的弗斯特利普(Phostrip)除磷工艺和厌氧-好氧(An/O)活性污泥法除磷工艺。

1弗斯特利普除磷工艺

弗斯特利普(Phostrip)除磷工艺是将生物除磷与化学除磷相结合的一种工艺，即在传统活性污泥过程的污泥回流管线上增设厌氧释磷池和混合反应池，采用生物和化学相结合的方法提高除磷效果。该工艺以生物除磷为主体，以化学除磷辅助去除厌氧释磷后的上清液中的磷酸盐，可以保证释磷后的污泥主要用于对进水中的磷酸盐进行吸收，因此可以达到更高的除磷效果。

该工艺各设备单元的功能：

①含磷废水进入曝气池，同步进入曝气池的还有由除磷池回流的脱磷但含有聚磷菌的污泥。曝气池的功能是:使聚磷菌过量地摄取磷，去除有机物(BOD或COD)，还可能出现硝化作用。

②从曝气池流出的混合液(污泥含磷，废水已经除磷)进人沉淀池，在这里进行泥水分离，含磷污泥沉淀，已除磷的上清液作为处理水而排放。

③含磷污泥进入除磷池，除磷池应保持厌氧状态，即DO≈0，NO3ˉ≈0，含磷污泥在这里释放磷，并投加冲洗水，使磷充分释放，已释放磷的污泥沉于池底，并回流至曝气池，再次用于吸收废水中的磷。含磷上清液从上部流出进入混合池。

④含磷上清液进入混合池，同步向混合池投加石灰乳，经混合后进人搅拌反应池，使磷与石灰反应，形成磷酸钙[Ca3(PO4)2]固体物质。此系用化学法除磷。

⑤沉淀池Ⅱ为混凝沉淀池，经过混凝反应形成的磷酸钙固体物质在这里与上清液分离。已除磷的上清液回流进人曝气池，而含有大量Ca3(PO4)2的污泥排出，这种含有高浓度PO43-的污泥宜用作肥料。

弗斯特利普除磷工艺已有很多应用实例。其主要特征有:

①生物除磷与化学除磷相结合，除磷效果良好，处理水中含磷量一般都低于1mg/L。

②产生的剩余污泥中含磷量比较高，约为2.1%～7.1%，污泥回流应经过除磷池。

③与完全的化学除磷法相比，所需的石灰用量比较低，一般介于21～31.8mg/[Ca(OH)2˙m3]。

④活性污泥的SVI值<100mL/g，污泥易于沉淀、浓缩、脱水，污泥肥分高，丝状菌难于增殖，污泥不膨胀，且易于浓缩脱水。

⑤可以根据BOD/P的比值来灵活调节回流污泥与混凝污泥的比例。

⑥流程复杂，运行管理比较复杂，由于投加石灰乳，致使运行费用也有所提高，基建费用高。

⑦沉淀池I的底部可能形成缺氧状态而产生释放磷的现象，因此，应当及时排泥和回流。

2厌氧-好氧活性污泥除磷工艺

厌氧-好氧活性污泥组合工艺(anaerobic/oxic,An/O)是直接在生物除磷基本原理的基础上设计出来的，其工艺流程如图所示。

(1)工艺流程

An/O脱磷工艺主要由厌氧池、好氧池、二沉池构成，废水和污泥顺序经厌氧和好氧交替循环流动。回流污泥进人厌氧池可吸附一部分有机物并释放出大量的磷，进人好氧池的废水中的有机物得到好氧降解，同时污泥将大量摄取废水中的磷，部分富磷污泥以剩余污泥排出，实现除磷的目的。

①选择An/O组合工艺的前提条件在An/O组合工艺中，一般进水要求有较高含量的易降解有机基质，这是采用An/O组合工艺的前提。

②An/O组合工艺的特点：在厌氧好氧生物除磷(An/O)组合工艺中，厌氧池应维持严格的厌氧状态，要求池内基本没有硝态氮(例如硝态氮浓度低于0.2mg/L)，溶解氧浓度低于0.4mg/L。厌氧池容积一般占总容积的20%，厌氧池一-般分格，每格都设有搅拌器，维持污泥悬浮状态。厌氧池第一格的硝态氮浓度要求在0.3mg/L以下，最好为0.2mg/L以下，运行中要避免好氧池的硝化混合液进人厌氧池，并控制回流污泥的硝态氮含量。厌氧池分格有利于抑制丝状菌的生长，产生沉降性能优越的污泥。

好氧池可采用机械曝气或扩散曝气，实际应用中的溶解氧浓度控制在1.0mg/L以上，以保障有机底物的降解和磷的吸收。

该工艺利用聚磷菌厌氧释磷和好氧吸磷的特性，通过排放高含磷污泥达到除磷目的。若进水中的磷与有机底物浓度之比较高，由于有机底物负荷较低，剩余污泥量较少，因而较难达到稳定的处理效果，故该工艺尤其适于进水中磷与有机底物浓度之比很低的情况。由于An/O组合工艺的污泥龄短(2～6d)，系统往往达不到硝化，回流污泥也就不会携带硝酸盐至厌氧区。

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