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污水生物除磷技术的现状与研究进展

北极星环保网来源:环境污染与防治 王平2019/1/17 10:07:21我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:除磷技术 生物除磷 活性污泥法

北极星环保网讯:阐述了生物除磷原理和各种生物除磷技术的研究与应用现状,对传统工艺如A/O工艺、A2/O工艺、Bardenpho工艺、UCT工艺、Orbal氧化沟、改良型UCT工艺、序批式活性污泥法(SBR)工艺、VIP除磷工艺等进行了简单的原理介绍和细致的应用描述,并作出了分析与评价。最后,提出单级活性污泥法除磷系统的优化与加强对生物除磷机制的研究是生物除磷技术的主要发展方向。

近年来随着工农业生产快速增长、人口剧增、含磷洗涤剂和农药化肥大量使用致使磷在环境中的过量导致水环境污染和水体的富营养化日益严重,而磷是引起水体富营养化的主要因素。随着环境意识的提高和国内外对磷排放的限制标准越来越严格,研究开发经济、高效的去除磷的污水处理技术已成为水污染控制工程领域的研究重点和热点。

本文系统概述了当前污水生物除磷技术的现状。在分析、评价的基础上探讨了污水生物除磷技术的发展趋势。

1生物除磷的原理

所有生物除磷工艺皆为活性污泥法的修改,即在原有活性污泥工艺的基础上,通过设置一个厌气阶段,选择能过量吸收并贮藏磷的微生物(称为聚磷微生物),以降低出水的磷含量。活性污泥中的细菌,如不动杆菌属(Acinetobacter)、气单胞菌(Aeromonas)、棒杆菌属(Corynebacterium)、微丝菌(Microthrixsp.)等,当生活在营养丰富的环境中,在即将进入对数生长期时,为大量分裂作准备,细胞能从外界大量吸收可溶性磷酸盐,在体内合成多聚磷酸盐而积累起来,供下阶段对数生长时期合成核酸耗用磷素之需。

另外,细菌经过对数生长期而进入静止期时,这时大部分细胞已停止繁殖,核酸的合成虽已停止,对磷的需要量也已很低,但若环境中的磷源仍有剩余,细胞又有一定的能量时,仍能从外界吸收磷素,以多聚磷酸盐(见图1)的形式积累于细胞内,作为贮存物质。

QQ截图20190117095057.jpg

但当细菌细胞处于极为不利的生活条件时,例如使好气细菌处于厌气条件下,即所谓细菌“压抑”状态时,积累于体内的多聚磷酸盐就会分解,并释放到环境中来,在这过程中同时有能量释放,供细菌在不利环境中维持其生存所需,此时菌体内多聚磷酸盐就逐渐消失,而以可溶性单磷酸盐的形式排到体外环境中,如果该类细菌再次进入营养丰富的好氧环境时,它将重复上述的体内聚磷。细菌在好气与厌气条件下的吸磷和放磷过程,可简单地以下列反应式表示:

QQ截图20190117095121.jpg

细菌是以聚-b-羟基丁酸(PHB)作为其含碳有机物的贮藏物质(植物以淀粉、人以脂肪作为含碳的贮藏物),现已查明,聚磷细菌积累聚磷与贮藏PHB之间有着内在的联系,在厌氧/好氧系统中有机基质的利用情况和生物除磷机制可用图2、3表示。

QQ截图20190117095306.jpg

图2厌氧产酸后基质的利用和PHB

QQ截图20190117095322.jpg

图3生物除磷机制图解

2生物除磷系统的基本工艺流程

2.1主流生物除磷工艺

2.1.1A/O工艺

A/O除磷工艺其最主要特征如下:高负荷、低泥龄运行,系统中不存在硝酸盐对厌氧释磷的影响,所以除磷效果好。

2.1.2A2/O工艺

在实际运行中,A2/O工艺也与A/O工艺一样,要求在高速率下运行,即水力停留时间短、泥龄短,才能获得较高的除磷效果,缺氧区停留时间大致在0.5~1.0h。当进水总磷约为10mg/L时,除磷率一般为85%~90%[1]。

2.1.3Bardenpho工艺

1974年,BARNARD报导,他所首创的硝化、反硝化脱氮Bardenpho工艺中,有时发现有很好的除磷效果。在他以生活污水为进水的小试中,除了有很好的去除BOD及90%~95%的去氮效果外,去磷率也高达97%。

延伸阅读:

污水处理技术之生物除磷的原理及6大影响因素

污水处理技术之影响生物除磷效果的10大因素

污水处理厂生物除磷机理及工艺

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