《水污染控制技术》课件-6.3 生物除磷的基本原理及影响因素

污水脱氮除磷任务3生物除磷的基本原理及影响因素1生物除磷的基本原理2生物除磷的影响因素磷酸盐、聚合磷酸盐和有机磷。存在形式生物除磷的基本原理在厌氧—好氧交替运行条件下，具有过量摄取超出正常细胞生理水平的磷的细菌，通常被称作聚磷菌（PAOs）。聚磷菌能够以高出普通活性污泥3-7倍的水平摄取磷。通过对剩余活性污泥的排出，实现对磷的富集去除。聚磷菌（磷细菌、除磷菌）生物除磷的基本原理聚磷菌生物除磷的基本原理（1）厌氧环境中：①

污水中的有机物（BOD）在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为挥发性有机酸（VFA）；②

聚磷菌在厌氧的状态下，将体内积聚的聚合磷酸盐（Poly-P）分解，分解产生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主动吸收VFA转化为聚-β-羟基丁酸(PHB)的形态储藏于体内；聚磷分解形成的无机磷释放回污水中，即为厌氧释磷。生物除磷的基本原理（2）好氧环境中：进入好氧状态后，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌增殖等生理活动，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷的形式积聚于体内，即为好氧吸磷。剩余污泥中包含过量吸收磷的聚磷菌，也就是从污水中去除的含磷物质。生物除磷的基本原理I——PHB（聚羟基丁酸）：是碳元和能量的储存物S——聚合磷酸盐厌氧条件下，聚磷菌将磷释放好氧条件下，聚磷菌过量摄取磷高含磷污泥的排出生物除磷的基本原理普通活性污泥法通过同化作用除磷率可以达到12%—20%。而具生物除磷功能的处理系统排放的剩余污泥中含磷量可以占到干重5%—6%，去除率基本可满足排放要求。生物除磷的影响因素（1）pH值、碱度生物除磷的碳酸盐碱度要求不太高，这是因为生物除磷过程中，每减少1molPO43-将吸收1molH+，从而使碱度增加。因此，同步脱氮除磷系统中，生物除磷有利于补充硝化所消耗的碱度。碱度：pH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。生物除磷的影响因素（2）溶解氧（DO）溶解氧的影响包括两个方面：1厌氧段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，抑制厌氧菌的发酵产酸作用，妨碍磷的释放。同时DO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。一般厌氧段的DO应严格控制在0.2mg/L以下。生物除磷的影响因素（2）溶解氧（DO）溶解氧的影响包括两个方面：2好氧段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。一般好氧段的溶解氧控制在2.0mg/L左右。生物除磷的影响因素（3）硝酸盐厌氧段中硝酸盐的存在导致磷释放降低。通常为保证厌氧段的高效释磷作用，NO3-的浓度应严格控制在0.2mg/L以下。原因硝酸盐抑制了兼性异养菌的发酵产酸能力，使进水中不能提供足够的SCFAs供聚磷菌释磷和合成PHA；可形成兼性异养反硝化菌与聚磷菌之间对基质的竞争，导致聚磷菌可资利用的发酵产物缺乏而使磷的释放受到阻碍；由反硝化除磷细菌（DPB）在有硝酸盐存在时产生的反硝化除磷行为导致同步磷吸收，可以抵消掉一部分磷的释放，从而使磷释放的表观速率大幅度降低。生物除磷的影响因素（4）进水营养比进水的BOD5/TP应控制在20-30，至少应高于15。当BOD的组成，中短链脂肪酸（SCFAs）、羧酸、糖类及氨基酸较多时，可适当降低。实际应用中，由于可以增加进水中SCFAs的含量，初沉污泥预消化已成功地应用于生物除磷过程。生物除磷的影响因素（5）细胞内贮存物废水生物除磷实际上是微生物细胞中几种内贮物之间的相互作用，因此细胞内贮存物的含量对除磷有极大的影响。高磷低糖的污泥厌氧释磷多，低磷高糖的污泥厌氧释磷少。若污泥糖类物质含量超过25%时，污泥吸收有机物同时降解糖原而不释放磷，这必然会导致工艺脱磷失败。设法降低细胞内糖原含量有利于提高生物除磷效率。生物除磷的影响因素（6）温度在5-30℃的范围内，都可以得到很好的除磷效果。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。生物除磷的影响因素（7）泥龄一般来说，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。以除磷为目的的生物处理工艺，一般宜采用较短的污泥龄，污泥龄一般控制在3.5-7d。短泥龄的缺点：剩余污泥量多，增大污泥处理压力；影响出水的BOD5和COD，甚至会使出水的BOD5和COD达不到要求；影响好氧段控制硝化作用的发生。生物除磷的影响因素（8）水力停留时间一般来说，厌氧段的停留时间越长，除磷效果越好。适当增加厌氧段的停留时间但不宜过长。水力停留时间过程长的缺点：除磷效果的提高程度有限；有利于丝状菌的生长，使