1. 水體中磷的組成
水體中的磷,分為有機磷(Organic-P)、無(wú)機磷(Inorganic-N)。
無(wú)機磷直接引起水體富營(yíng)養化。
有機磷與無(wú)機磷總和稱(chēng)總磷,表示為T(mén)P,以PO43-計,單位mg/L。
2. 除磷技術(shù)
除磷技術(shù)分為化學(xué)除磷、生物除磷。
2.1. 化學(xué)除磷
常用化學(xué)藥劑:鈣鹽、鐵鹽、鋁鹽。(熟石灰Ca(OH)2、硫酸鋁、鋁酸鈉、三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵等)
2.2. 生物除磷
2.2.1. 概念
生物除磷依靠聚磷菌PAO(如不動(dòng)細菌)完成,聚磷菌在好氧條件下,能夠過(guò)量、超過(guò)其生理需要從外部環(huán)境中攝取磷,將磷以聚合態(tài)貯存在菌體內形成高磷污泥,通過(guò)排泥而除磷。
2.2.2. 機理
除磷機理尚不完全清楚。目前解釋?zhuān)涸趨捬鯒l件下,聚磷菌吸收有機物釋放磷,自身繁殖;在好氧條件下,則過(guò)量吸收磷(聚磷菌增多、過(guò)量貯備)。通過(guò)這一交替方式,聚磷菌增殖、水中磷進(jìn)入污泥,好氧后立即排泥,即除磷。
2.2.3.影響生物除磷效果的因素
1)厭氧/好氧交替條件
反復的“厭氧——好氧——厭氧——好氧”環(huán)境利于聚磷菌成為優(yōu)勢菌。
厭氧條件釋放磷,好像對處理不利?。引入的目的:厭氧條件下純好氧菌被抑制,而聚磷菌能存活,并且繁殖,在之后的好氧條件下才能大量吸收磷。厭氧釋磷越徹底——好氧吸磷越充分。
2)硝酸鹽和易降解有機物
厭氧環(huán)境下存在反硝化,反硝化菌與聚磷菌競爭基質(zhì)(易降解有機物),影響聚磷菌貯存有機物,引起好氧階段吸磷能力減弱。硝酸鹽的存在,抑制厭氧階段聚磷菌釋磷,進(jìn)而影響聚磷菌貯存有機物,及好氧吸磷。
3)污泥齡
污泥齡宜短不宜長(cháng),過(guò)長(cháng)泥量少且有可能再次釋磷。
4)溫度與pH
溫度T=10~30℃較好,pH=6~8。
5)BOD/TP
BOD/TP越高,厭氧釋磷越徹底。最好有較多的易降解有機物,會(huì )誘導聚磷菌大量釋磷。一般要求BOD/TP≥20。對原水進(jìn)行水解酸化,再厭氧釋磷,效果更好。
2.2.4. 生物除磷工藝流程
1) Phostrip除磷工藝
原水——好氧聚磷——厭氧釋磷——對釋磷水化學(xué)除磷。適合單純除磷工藝,要同時(shí)降解有機物及脫氮時(shí)不適合。
2)厭氧—好氧除磷工藝
比較經(jīng)典的A/O工藝。
特征:
- 遵循生物除磷原理;污泥含磷率4%。
問(wèn)題:
- 除磷率再難提高,特別是BOD/TP較低時(shí);
- 二沉池中易產(chǎn)生二次釋磷,須及時(shí)排放剩余污泥。
2.3. 同步脫氮除磷工藝
氮的去除要求反應器為“好氧單元→→厭氧單元”;磷的去除要求反應器為“厭氧單元→→好氧單元”;看上去矛盾,如果采用前置反硝化系統,則二者可以合并。這是同步脫氮除磷工藝基礎。
2.3.1. Bardenpho 脫氮除磷工藝
基于脫氮除磷的基本原理,形成了A—O—A—O串聯(lián)工藝。
特征:
- 利用基本原理,反復脫氮除磷。
問(wèn)題:
- 工藝流程過(guò)長(cháng);
- A1池,碳源充足、但NOx—N不足,脫氮效果一般;可降解有機物充足、釋磷充分;
- O1池,主要降解有機物、硝化,因積累NOx—N,吸磷較弱;
- A2池,與A1池相反,脫氮效果好;但因可降解有機物不足,釋磷不充分;
- O2池,主要吸磷,低負荷下硝化、降解BOD。
- 總體來(lái)看,效率較低。
2.3.2. A-A-O法同步脫氮除磷工藝
A-A-O法同步脫氮除磷工藝又稱(chēng)A2/O,厭氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic)。
特征:
- 利用基本原理,提供最佳脫氮、除磷的條件和環(huán)境。
- A1池,原水中可降解有機物充足,回流污泥濃度高,釋磷充分;
- A2池,回流使NOx—N充足,原水碳源充足,高效脫氮;
- O 池,主要吸磷,低負荷下硝化、降解BOD。
- 效果較好,效率不高。
問(wèn)題:
- 工藝流程仍然很長(cháng);
- 回流系統龐大,耗能是其主要障礙。
以上兩種工藝,除磷及脫氮效果難以提高,特別是(N、P)/BOD比值較高時(shí),因此還需繼續研究新型高效的工藝。