生物除磷应该注意这几点

【概要描述】废水中有机物的成分,尤其是它的可生物降解性,会明显影响除磷工艺的性能。

生物除磷应该注意这几点

【概要描述】废水中有机物的成分,尤其是它的可生物降解性,会明显影响除磷工艺的性能。

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生物除磷应该注意这几点
 
1 碳源种类
 
废水中有机物的成分,尤其是它的可生物降解性,会明显影响除磷工艺的性能。由生物除磷机理可知,生物除磷要满足聚磷菌厌氧段释磷的需要就必须有充足的碳源,当废水中可被聚磷菌降解的有机物不足时,就会出现无效释磷,也不合成胞内聚合物,并且无效释磷是不能去除的。只有聚磷菌在厌氧段有效释磷越多,其好氧吸磷量才会越大。因此,厌氧段碳源的种类和浓度是影响除磷效果的重要因素。
 
聚磷菌对小分子易降解的有机物易于利用,因为其诱导磷释放的能力比高分子难降解的有机物要强很多。挥发性有机酸(VFA)的来源有两种废水本身含有的或者由兼性异养微生物降解底物发酵而产生的。对VFA的吸收是一个快速过程,而发酵过程则进行较缓慢。理想的状态就是废水本身就含有高比例的,或者应该含有足够高浓度的可发酵有机物来产生。目前的大多数研究都还是集中在简单有机物,如在厌氧段投加乙酸、丙酸、葡萄糖等且释磷过程中释磷速率乙酸、丙酸优于葡萄糖。
 
2 温度
 
温度是生物除磷过程中的一个复杂影响因素,目前,温度的变化对除磷过程的影响还没有很清楚的认识。温度对活性污泥的影响主要表现在以下个方面:
 
(1)影响微生物的状态,如聚磷菌(PAO)的活性。有研究表明温度在15~20℃时,有助于 PAO获得生长的竞争优势,提高系统的除磷效率,温度高于30℃时,有助于GAO(聚糖菌)获得生长的竞争优势,导致系统的除磷效果降低甚至恶化;
 
(2)影响污泥的种群,如在硝化和酸化过程中活性污泥中聚磷菌的含量,相关研究表明温度在10℃、20℃ 和30℃时GAO和PAO对乙酸的吸收速度,在20℃时,系统中的PAO为优势菌种,而在30℃时,GAO为优势菌种,所以低温使得系统的除磷效果更好;
 
(3)影响可能存在的化学和物理过程,如化学沉淀过程等。
 
3 pH
 
pH对生物除磷过程特别是厌氧释磷的影响比较明显,因为pH会影响乙酸盐进入细胞的过程,低pH将会降低乙酸盐的吸收速率和释磷速率。这就意味着,在低pH情况下,释放单位质量的磷需要更多的乙酸盐,同时聚磷酸盐分解释放的能量不是用于聚-β-羟基丁酸(PHB)的合成和贮存,而是用于运送乙酸盐通过细胞膜进入细菌体内。
 
生物除磷适宜的pH范围为6.5-8.0,pH在6.5-7.0时对生物除磷影响不大,pH低于6.5聚磷菌的活性显著降低,当pH小于6时微生物基本不再生长。
 
研究表明在 pH为偏酸性时厌氧段释磷迅速,在中碱性条件下更容易促进聚磷微生物好氧吸磷。
 
 
4 溶解氧
 
溶解氧(DO)对生物除磷过程的影响分厌氧区和好氧区两个部分。在厌氧区,为了使聚磷菌有良好的生长状况、释磷能力及合成PHB的能力,就必须严格控制其厌氧条件。
 
因为一方面DO会作为最终电子受体而抑制厌氧菌的发酵产酸作用,进而妨碍磷的释放;另一方面DO会消耗可快速降解的有机物,每克的氧会消耗2mg的COD,这样就会导致易于微生物降解的COD不足,从而影响厌氧释磷。
 
在好氧区,要有充足的DO来满足聚磷菌对PHB的降解,获得足够的能量用于过量摄磷,达到较好的除磷效果。一般来说,厌氧段DO应控制在0.2mg/L以下,好氧段应控制在2mg/L及以上。但DO不宜过高,否则可能导致加速细胞的内源呼吸而产生无效释磷。因此在考虑脱氮除磷的同时要注意控制合理的外回流比,过高会导致回流过程中携带的溶解氧进入厌氧池,除磷效果适得其反。
 
在回流比方面,厌氧-好氧除磷系统的的回流比不宜太低,应保持足够的回流比,尽快将二沉池内的污泥排出,防止聚磷菌在二沉池内遇到厌氧环境发生磷的释放。在保证快速排泥的前提下,应尽量降低回流比,以免缩短污泥在厌氧区的实际停留时间,影响磷的释放。
 
5 污泥龄
 
生物除磷系统除磷是通过富磷剩余污泥的排放来实现的,所以剩余污泥的量就决定了系统的除磷效果。
 
污泥龄越短,单位质量活性污泥含磷量越高,排放剩余污泥中磷含量也越高,获得的除磷效率就越高。
 
所以,以除磷为主要目的的污水处理中,一般宜采用比较短的污泥龄。相关资料表明,一般控制在5~7d较为合适。厌氧释磷含量与胞内聚合物的代谢含量有关,厌氧释磷含量与胞内聚合物的代谢含量有关,代谢越多,释磷也越代谢含量是影响吸磷效果的关键,PHB代谢含量越高,吸磷越多,短泥龄条件下更有利于积累单位污泥的胞内聚合物。
 
对于反硝化PAOs来说,在泥龄10d时对PHB的利用率最高,代谢活性最好;而对于传统PAOs来说,在泥龄6d时具有最佳代谢性能。聚磷性能越好,PAOs体内的聚磷含量越高。短泥龄利于PAOs积累聚磷,6d泥龄条件下聚磷含量最高。
 
6 C/P
 
由于聚磷酸菌属不动菌属,其生理活动较弱,只能摄取有机物中极易分解的部分,因此进水中应保证BOD5的含量,确保聚磷酸菌正常的生理代谢。
 
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,分子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。
 
当废水中可供聚磷菌利用的易降解有机物量很少时,聚磷菌便发生无效释磷,即在释磷过程中不合成细胞内贮物(PHB),无效释放出的磷在系统中是不能被去除的。只有厌氧阶段磷的有效释放越充分,好氧阶段磷的摄取量才会越大。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易降解有机基质(VFA)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。经验表明,要保证除磷效果,应控制进入厌氧区的污水中BOD5/TP大于20,且BOD5/P比为40时,厌氧段释磷效果比较理想。
 
7 反硝化除磷
 
随着水处理技术的不断发展与创新,目前关于反硝化除磷的研究成为热点,在生活污水处理采用A2/O工艺中,多数工艺在设置上进行了改良,主要体现在改变进水分配以及回流污泥分配方面,比如在A2/O池前设置选择池,其目的在于将进水、回流污泥按比例进入,创造预缺氧池的条件,不仅可以实现脱氮效果,另外也不影响厌氧池的释磷。
 
在A2/O工艺中,通过将厌氧池/缺氧池/好氧池的体积比设置为1:1:2,当缺氧区末端出水硝酸盐浓度控制在1~3 mg/L时,不仅能强化反硝化除磷菌的稳定生长而且可以节省内循环能耗,且旁流的引入(厌氧池及缺氧池分布进水,主流为厌氧区,旁流缺氧区)可以提高低C/N比条件下TN及总磷的去除,最优旁流比为 0.32,因此在实际工艺参数控制方面,要达到反硝化除磷的效果,需要根据水质及运行工况优化调整。
 
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