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污水生物除磷主要是利用聚磷菌(属于不动杆菌属、气单胞菌属和假单胞菌属等)在厌氧条件下释放磷和在好氧条件下蓄积磷的作用。根据Holmers提出的活性污泥化学组成经验式C118H170O51N17P和Sherrard提出的经验式C60H87O23N12P估算,磷在活性污泥中的含量为2%左右,但在厌氧—好氧活性污泥中,污泥含磷量达3%~8%。
从生物学角度对聚磷菌过量吸收磷的解释如下:在厌氧条件下,聚磷菌在分解体内聚磷酸盐的同时产生三磷酸腺苷(ATP),聚磷菌利用ATP以主动运输方式将细胞外的有机物摄入细胞内,以聚β—羟基丁酸(PHB)及糖原等有机颗粒的形式储存在细胞内。聚磷菌在厌氧条件下释放出的磷是ATP的水解产物,反应式如下:
应当说明,这里所谓的厌氧条件是指既无分子氧也无氮氧化物氧(NOX),以区别于只无分子氧的缺氧条件。在好氧条件下,储存有有机物的聚磷菌在有溶解氧和氧化氮的条件下进行有机物代谢,同时产生大量的ATP,产生的ATP大部分供给细菌合成和维持生命活动,一部分则用于合成磷酸盐蓄积在细菌细胞内。上述释放和过量吸收磷的过程,可通过《图1:聚磷菌释放和吸收磷的代谢过程》形象地描述。图中ΔEa为主动运输能量,ΔEm为维持生命活动的能量,ΔEs为合成能量,ΔEp为合成聚合磷的能量。
城市污水中磷酸盐按物理特性可以划分为溶解态磷和颗粒态磷,按化学特性可以划分为正磷酸盐、聚合磷酸盐和有机磷酸盐。城市污水中磷酸盐的主要来源为人类活动的排泄物、废弃物和工业废水。污水除磷包括两个必要的过程,首先将污水中溶解性含磷物质转化成不溶性颗粒形态,然后通过将颗粒固体去除从而达到污水除磷的目的。能够结合磷酸盐实现除磷的固体包括难溶性金属磷酸盐化学沉淀物和富磷的生物固体。根据产生固体颗粒的不同,除磷技术分为化学除磷和生物除磷。
影响污水生物除磷的因素有:
(1)厌氧/好氧条件的交替
生物除磷要求创造适合聚磷菌生长的环境,从而使聚磷菌群体增殖。在工艺上可设置厌氧、好氧交替的环境条件,使聚磷菌获得选择性增长。聚磷菌在厌氧段大量吸收水中挥发性脂肪酸(VFAs),并在体内转化为聚β—羟基丁酸,聚磷菌进入好氧段后就无需同其他异养菌争夺水中残留的有机物,从而成为优势群体。在好氧反应池中,聚磷菌一方面进行磷的吸收和聚磷的合成,以聚磷的形式在细胞内存储磷酸盐,以聚磷酸高能键的形式捕积存储能量,将磷酸盐从液相中去除,另一方面合成新的聚磷菌细胞和存储细胞内糖,产生富磷污泥。
(2)硝酸盐
硝酸盐在厌氧阶段存在时,反硝化细菌与聚磷菌竞争优先利用底物中甲酸、乙酸、丙酸等低分子有机酸,聚磷菌处于劣势,抑制了聚磷菌的磷释放。只有在污水中聚磷菌所需的低分子脂肪酸量足够时,硝酸盐的存在才可能不会影响除磷效果。
(3)pH与碱度
污水生物除磷好氧池的适宜pH为6~8。污水中保持一定的碱度具有缓冲作用,可使pH维持稳定,为使好氧池的pH维持在中性附近,池中剩余总碱度宜大于70mg/L。
(4)BOD5/TP
聚磷菌厌氧释磷时,伴随着吸收易降解有机物贮存于菌体内,若BOD5/TP比值过低,影响聚磷菌在释磷时不能很好地吸收和贮存易降解有机物,从而影响其好氧吸磷,使除磷效果下降。
(5)污泥龄
生物除磷主要是通过排除剩余污泥来实现的,因此剩余污泥的多少会对除磷效果产生影响,污泥龄短的系统产生的剩余污泥较多,可以取得较高的除磷效果。
(6)温度
温度在10~30℃,都可以取得较好的除磷效果。 2100433B
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污水中生物除磷的过程 1、除磷菌的过量摄取磷 好氧条件下,除磷菌利用废水中的BOD5或体内贮存的聚-羟基丁酸的氧化分解所释放的能量来摄取废水中的磷,另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细...
城市污水生物除磷脱氮工艺探讨
城市污水生物除磷脱氮工艺探讨 作者: 王俊安, 李冬, 陶晓晓, 李占, 张杰 作者单位: 北京工业大学水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室,北京,100124 刊名: 给水排水 英文刊名: WATER & WASTEWATER ENGINEERING 年,卷(期): 2009,35(z1) 参考文献(30条) 1. Srinath E G;Sastry C A;Pillai S C Rapid Removal of Phosphorus from Sewage by Activated Sludge 1959(02) 2. Sirbritz L P;Ekama G A;Marais G V R A Parametric Model for Biological Excess Phosphorus Removal 1983(34) 3. Strous M;Gerven E V
城市污水生物除磷脱氮工艺方案的选择
城市污水生物除磷脱氮工艺方案的选择
CAST污水处理工艺和SBR工艺对比
CAST污水处理工艺是近年来在传统SBR工艺上发起来的一种新型工艺,它是利用不同微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理,将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。这种工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件(具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷)和完全活性污泥法的优点(较强的耐冲击负荷能力),无论对城市污水还是工业废水都是一种有效的方法,有效地防止污泥膨胀。另外如果选择器的厌氧的方式运行,则具有生物除磷作用。
由于CAST污水处理工艺引入了厌氧选择器,使该系统具有很强的除磷脱氮能力。实际这种说法不完全正确。因为就脱氮而言,CAST污水处理系统与传统的SBR没有太多的不同,静止沉淀时的反硝化作用和同时硝化反硝化作用在脱氮过程中起主要的作用。而除磷方面,仅20-30%的回流比,则无法保证选择区内的污泥浓度,举例而言,若反应池内的污泥浓度为6g/L(一般没这么高),回流比为20%时,选择的污泥浓度仅为1g/L。这样低的污泥浓度是很难保证良好的除磷效果的。况且回流是在进水同时进行,这时处在曝气阶段,回流的混合液含有大量的溶解氧和硝态氧,也不利除磷。
生物除磷是通过排除富集磷的污泥来实现的,而系统长泥龄低负荷的运行,产泥率很低,同样无法保证良好的除磷效果。实际上,很多实际工程设计中,CAST工艺往往都辅以化学除磷,以保证处理达标。所以,许多资料所介绍的CAST工艺良好的除磷脱氮能力有必要进行进一步的探讨和研究。
对于小型污水处理厂,传统SBR工艺和CAST污水处理工艺是小型污水处理厂的首选工艺。这两种工艺比较而言,CAST污水处理工艺有一定的生物除磷效果,而且在进水污染物浓度很低的情况下,CAST污水处理工艺可有效的防止污泥膨胀。而传统的SBR污水处理工艺则因没有内回流而使处理更为简化。
第1章 污水的水量水质特性;
第2章 污水与污泥特性;
第3章 污水生物处理的基本工艺过程;
第4章 活性污泥法处理系统;
第5章 生物滤池处理系统;
第6章 硝化处理系统;
7章 反硝化处理系统;
第8章 污水生物除磷处理系统;
第9章 污水厌氧处理系统;
第10章 污水除磷处理系统。2100433B