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污水廢水處理中生物除磷工藝介紹，廢水污水生物除磷工藝一般由兩個(gè)過(guò)程組成，即厭氧釋磷和好氧攝磷兩個(gè)過(guò)程。目前應(yīng)用的生物除磷工藝主要有在生物除磷基本原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的弗斯特利普(Phostrip)除磷工藝和厭氧-好氧(An/O) 活性污泥法除磷工藝。

1、弗斯特利普除磷工藝：

弗斯特利普(Phostrip) 除磷工藝是將生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合的一種工藝，即在傳統(tǒng)活性污泥過(guò)程的污泥回流管線上增設(shè)厭氧釋磷池和混合反應(yīng)池，采用生物和化學(xué)相結(jié)合的方法提高除磷效果。該工藝以生物除磷為主體，以化學(xué)除磷輔助去除厭氧釋磷后的上清液中的磷酸鹽，可以保證釋磷后的污泥主要用于對(duì)進(jìn)水中的磷酸鹽進(jìn)行吸收，因此可以達(dá)到更高的除磷效果。

（1）該工藝各設(shè)備單元的功能：

①含磷廢水污水進(jìn)入曝氣池，同步進(jìn)入曝氣池的還有由除磷池回流的脫磷但含有聚磷菌的污泥。曝氣池的功能是:使聚磷菌過(guò)量地?cái)z取磷，去除有機(jī)物(BOD 或COD)，還可能出現(xiàn)硝化作用。

②從曝氣池流出的混合液(污泥含磷，廢水污水已經(jīng)除磷)進(jìn)人沉淀池I，在這里進(jìn)行泥水分離，含磷污泥沉淀，已除磷的上清液作為處理水而排放。

③含磷污泥進(jìn)入除磷池，除磷池應(yīng)保持厭氧狀態(tài)，即DO≈0，NOx≈0，含磷污泥在這里釋放磷，并投加沖洗水，使磷充分釋放，已釋放磷的污泥沉于池底，并回流至曝氣池，再次用于吸收廢水污水中的磷。含磷上清液從上部流出進(jìn)入混合池。

④含磷上清液進(jìn)入混合池，同步向混合池投加石灰乳，經(jīng)混合后進(jìn)人攪拌反應(yīng)池，使磷與石灰反應(yīng)，形成磷酸鈣[Ca3(PO4)2]固體物質(zhì)。此系用化學(xué)法除磷。

⑤沉淀池Ⅱ?yàn)榛炷恋沓?，?jīng)過(guò)混凝反應(yīng)形成的磷酸鈣固體物質(zhì)在這里與上清液分離。已除磷的上清液回流進(jìn)人曝氣池，而含有大量Ca3(PO4)2的污泥排出，這種含有高濃度PO3-的污泥宜用作肥料。

（2）弗斯特利普除磷工藝已有很多應(yīng)用實(shí)例。其主要特征有:

①生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合，除磷效果良好，處理水中含磷量一般都低于1mg/L。

②產(chǎn)生的剩余污泥中含磷量比較高，約為2.1%～7.1%，污泥回流應(yīng)經(jīng)過(guò)除磷池。

③與完全的化學(xué)除磷法相比，所需的石灰用量比較低，一般介于21～31.8mg/[Ca(OH)2·m3]。

④活性污泥的SVI值<100mL/g，污泥易于沉淀、濃縮、脫水，污泥肥分高，絲狀菌難于增殖，污泥不膨脹，且易于濃縮脫水。

⑤可以根據(jù)BOD/P的比值來(lái)靈活調(diào)節(jié)回流污泥與混凝污泥的比例。

⑥流程復(fù)雜，運(yùn)行管理比較復(fù)雜，由于投加石灰乳，致使運(yùn)行費(fèi)用也有所提高，基建費(fèi)用高。

⑦沉淀池I的底部可能形成缺氧狀態(tài)而產(chǎn)生釋放磷的現(xiàn)象，因此，應(yīng)當(dāng)及時(shí)排泥和回流。

2、厭氧-好氧活性污泥除磷工藝

厭氧-好氧活性污泥組合工藝( anaerobic/oxic,An/O)是直接在生物除磷基本原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來(lái)的，

（1） 工藝流程

An/O脫磷工藝主要由厭氧池、好氧池、二沉池構(gòu)成，廢水污水和污泥順序經(jīng)厭氧和好氧交替循環(huán)流動(dòng)?；亓魑勰噙M(jìn)人厭氧池可吸附一部分有機(jī)物并釋放出大量的磷，進(jìn)人好氧池的廢水污水中的有機(jī)物得到好氧降解，同時(shí)污泥將大量攝取廢水污水中的磷，部分富磷污泥以剩余污泥排出，實(shí)現(xiàn)除磷的目的。

①選擇An/O組合工藝的前提條件 在An/O組合工藝中，一般進(jìn)水要求有較高含量的易降解有機(jī)基質(zhì)，這是采用An/O組合工藝的前提。

②An/O組合工藝的特點(diǎn)：在厭氧好氧生物除磷(An/O) 組合工藝中，厭氧池應(yīng)維持嚴(yán)格的厭氧狀態(tài)，要求池內(nèi)基本沒(méi)有硝態(tài)氮(例如硝態(tài)氮濃度低于0.2mg/L)，溶解氧濃度低于0.4mg/L。厭氧池容積一般占總?cè)莘e的20%，厭氧池一-般分格，每格都設(shè)有攪拌器，維持污泥懸浮狀態(tài)。厭氧池第一格的硝態(tài)氮濃度要求在0.3mg/L以下，最好為0.2mg/L以下，運(yùn)行中要避免好氧池的硝化混合液進(jìn)人厭氧池，并控制回流污泥的硝態(tài)氮含量。厭氧池分格有利于抑制絲狀菌的生長(zhǎng)，產(chǎn)生沉降性能優(yōu)越的污泥。

好氧池可采用機(jī)械曝氣或擴(kuò)散曝氣，實(shí)際應(yīng)用中的溶解氧濃度控制在1.0mg/L以上，以保障有機(jī)底物的降解和磷的吸收。

該工藝?yán)镁哿拙鷧捬踽屃缀秃醚跷椎奶匦?，通過(guò)排放高含磷污泥達(dá)到除磷目的。若進(jìn)水中的磷與有機(jī)底物濃度之比較高，由于有機(jī)底物負(fù)荷較低，剩余污泥量較少，因而較難達(dá)到穩(wěn)定的處理效果，故該工藝尤其適于進(jìn)水中磷與有機(jī)底物濃度之比很低的情況。由于An/O組合工藝的污泥齡短(2～6d)，系統(tǒng)往往達(dá)不到硝化，回流污泥也就不會(huì)攜帶硝酸鹽至厭氧區(qū)。

厭氧-好氧活性污泥系統(tǒng)中強(qiáng)調(diào)了進(jìn)水與回流污泥混合后維持厭氧狀態(tài)的必要性，這種厭氧狀態(tài)的維持不僅能促進(jìn)聚磷菌的選擇性增強(qiáng)，而且所產(chǎn)生的污泥基本上無(wú)絲狀菌，活性高、密實(shí)、可快速沉淀。由于絲狀菌基本都是好氧菌，厭氧狀態(tài)對(duì)其不利，因此該工藝不僅可有效除磷，而且可改善污泥的性能。

An/O組合工藝流程簡(jiǎn)單，既無(wú)須投藥，也無(wú)須考慮內(nèi)循環(huán)，因此，建設(shè)費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用都較低，而且由于無(wú)內(nèi)循環(huán)的影響，厭氧反應(yīng)器能夠保持良好的厭氧(或缺氧)狀態(tài)。

（2）An/O 組合工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)：

①污泥在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間一般從2～6d，是比較短的。

②反應(yīng)器(曝氣池)內(nèi)的污泥濃度一般在2700～3000mg/L之間。

③BOD的去除率大致與一般的活性污泥系統(tǒng)相同。磷的去除率較好，處理水中的磷含量一般都低于1.0mg/L去除率在76%左右。

④沉淀污泥(剩余污泥)中的含磷率約為4%，具有較高的肥效，可用作農(nóng)肥。

⑤由于整個(gè)系統(tǒng)中的活性污泥交替處在厭氧和好氧條件下，混合液的SVI值≤100mL/g，沉降性好，發(fā)生污泥膨脹的可能性較小。

（3）除磷工藝具有如下問(wèn)題：

①除磷率難以進(jìn)一步提高，因?yàn)槲⑸飳?duì)磷的吸收即便是過(guò)量吸收，也是有一定限度的，特別是當(dāng)進(jìn)水BOD值不高或廢水污水中含磷量較高，即P/BOD值高時(shí)，由于污泥的產(chǎn)量低，將更是如此。

②在沉淀池內(nèi)容易產(chǎn)生磷的釋放，特別是當(dāng)污泥在沉淀池內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)更是如此，應(yīng)注意及時(shí)排泥和回流。

（4）厭氧-好氧(An/O)生物除磷組合工藝的設(shè)計(jì)及其影響因素

厭氧-好氧(An/O)生物除磷組合工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算中，反應(yīng)池總有效容積的計(jì)算、需氧量及曝氣系統(tǒng)的計(jì)算等可參照傳統(tǒng)推流式活性污泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì);厭氧段的布置及反應(yīng)池長(zhǎng)、寬、深等具體尺寸計(jì)算等可參照缺氧-好氧(A/(0) 生物脫氮組合工藝的設(shè)計(jì)。

①有機(jī)底物污泥負(fù)荷NTS 在An/O組合工藝中，由于聚磷菌厭氧釋磷時(shí)，需要攝取簡(jiǎn)單有機(jī)物為自身碳源PHB，因此為了滿足聚磷菌對(duì)有機(jī)物的攝取，保證良好的除磷效果，有機(jī)底物污泥負(fù)荷NTS不應(yīng)小于0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)。

②污泥濃度XT和污泥回流比R在An/O組合工藝中，由于厭氧(An)段和好氧(O)段的活性污泥內(nèi)微生物菌群都以異養(yǎng)菌為主，因此其濃度XT、污泥回流比R等參數(shù)與僅考慮異養(yǎng)除碳效能的傳統(tǒng)活性污泥過(guò)程相近，其中MLSS取2700～3000mg/L，R取50%～100 %。

③污泥齡θc 在An/O組合工藝中，為了防止硝化過(guò)程的發(fā)生，其污泥齡僅以滿足聚磷菌和除碳異養(yǎng)菌為準(zhǔn)，一般θc取2～6d。

④水力停留時(shí)間(HRT)由于An/O組合工藝中的微生物菌群主要為異養(yǎng)菌，其對(duì)BOD5的去除率大致與傳統(tǒng)活性污泥過(guò)程相似，反應(yīng)池內(nèi)的水力停留時(shí)間較短，一般厭氧池An段的HRT為1～2h，好氧池O段的HRT為2～4h，總共3～6h，An段的HRT與O段的HRT的比值一-般為1 : (2～3)。

⑤溶解性總磷與溶解性BOD5之比，為了滿足聚磷菌厭氧釋磷過(guò)程中對(duì)簡(jiǎn)單有機(jī)底物的需求，要求廢水污水中溶解性總磷與溶解性BOD5的比值( 即S-TP/SBOD5)不大于0.06，磷的去除率達(dá)70%～80%，處理后出水的磷濃度一般小于1.0mg/L。

⑥溶解氧DO在An/O組合工藝中，為了保持厭氧段的厭氧釋磷條件，要求其DO濃度約為0mg/L。為了滿足好氧段聚磷菌好氧吸磷對(duì)DO的需求，要求0段的DO濃度為2mg/L左右。

（5）厭氧-好氧(An/O)) 生物除磷組合工藝的發(fā)展

由于聚磷菌可直接利用的基質(zhì)多為VFA類易降解有機(jī)基質(zhì)，若原水中VFA類有機(jī)基質(zhì)含量較低，則傳統(tǒng)An/O組合工藝除磷的效能將受到影響。針對(duì)這一問(wèn)題，Barnard在傳統(tǒng)An/O組合工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，并提出了AP (activated primary)組合工藝，如圖所示。

圖片

AP組合工藝旨在通過(guò)對(duì)初沉污泥的發(fā)酵產(chǎn)生乙酸鹽等利于聚磷菌利用的低相對(duì)分子質(zhì)量有機(jī)基質(zhì)，從而利于后面的An/O系統(tǒng)的良好運(yùn)行，使厭氧段的水力停留時(shí)間縮短至1h或更短。

3、常用的生物除磷工藝：

（1）A/O工藝流程

厭氧/好氧活性污泥除磷系統(tǒng)(A/O)由前段厭氧池和后段好氧池串聯(lián)組成，A/O除磷工藝流程。

前段為厭氧池，城市污水和回流污泥進(jìn)入該池，并借助水下推進(jìn)式攪拌器的作用使其混合?；亓魑勰嘀械木哿姿嵩趨捬醭乜晌杖コ徊糠钟袡C(jī)物，同時(shí)釋放出大量磷。然后混合液流人后段好氧池，污水中的有機(jī)物在其中得到氧化分解，同時(shí)聚磷菌將變本加厲，超量地?cái)z取污水中的磷，然后通過(guò)排放高磷剩余污泥而使污水中的磷得到去除。好氧池在良好的運(yùn)行狀況下，剩余污泥中磷的含量在2.5%以上。

A/O生物除磷工藝的主要特點(diǎn):

①工藝流程簡(jiǎn)單。

②厭氧池在前、好氧池在后，有利于抑制絲狀菌的生長(zhǎng)?；旌弦旱?/span>SVI小于100，污泥易沉淀，不易發(fā)生污泥膨脹，并能減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷。

③在反應(yīng)池內(nèi)，水力停留時(shí)間較短，一般厭氧池的水力停留時(shí)間為1～2h，好氧池的水力停留時(shí)間為2～4h，總共為3～6h。厭氧池/好氧池的水力停留時(shí)間之比一般為1 : (2～3)。

④剩余活性污泥含磷率高，一般為2.5%以上，故污泥肥效好。

⑤除磷率難以進(jìn)一步提高。當(dāng)污水BOD濃度不高或含磷量高時(shí)，則P/BOD5比值高，剩余污泥產(chǎn)量低，使除磷率難以提高。

⑥當(dāng)污泥在沉淀池內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，則聚磷菌會(huì)在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生磷的釋放，從而降低該工藝的除磷率，所以應(yīng)注意及時(shí)排泥和使污泥回流。

（2）Phostrip 工藝流程

Phostrip工藝是由Levin在1965年首先提出的，該工藝是在回流污泥的分流管線上增設(shè)一個(gè)脫磷池和化學(xué)沉淀池而構(gòu)成的。

該工藝將A2/O工藝的厭氧段改造成類似于普通重力濃縮池的磷解吸池，部分回流污泥在磷解吸池內(nèi)厭氧放磷，污泥停留時(shí)間一般5～12h，水力表面負(fù)荷小于20m3/(m2·d)。經(jīng)濃縮后污泥進(jìn)入缺氧池，解磷池上層清液含有高濃度的磷，將此上層清液排人石灰混疑沉淀池進(jìn)行化學(xué)處理生成磷酸鈣沉淀，該含磷污泥可作為農(nóng)業(yè)肥料，而混凝沉淀池出水應(yīng)流人初沉池再進(jìn)行處理。Phostrip工藝不僅通過(guò)高磷剩余污泥除磷，而且還通過(guò)化學(xué)沉淀除磷。該工藝具有生物除磷和化學(xué)除磷雙重作用，所以Phostrip工藝具有高效除磷功能。