污、废水 深度处理——除磷的微生物学原理与工艺

城市污水生物除磷原理与工艺

1、生物法除磷原理生物除磷——就是利用聚磷菌能够过量 的，在数量上超过其生理需要，从外部 摄取磷，并将磷以聚合形式贮藏在菌体 内，形成高磷污泥，排出系统外，达到 从废水中除磷的效果。

厌氧放磷： 厌氧条件下，聚磷菌将体内的聚 3-磷分解产生能量，释放PO4

一部分能量用于吸收外界可 溶性脂肪酸，形成PHB

另一部分能量用于生 理活动需要

好氧吸磷： 好氧条件下，PHB分解产生能量

一部分能量用于主动过量吸收环 境中的PO43- ,并合成聚磷

另一部分能量用于细 胞正常生长繁殖

聚磷菌的放磷(厌氧) 聚磷菌细胞内的 聚磷酸盐分解

废水中

ATP

脂肪酸

PO43PHB、糖原 储存在细胞内

聚磷菌的磷过量摄取(好氧)细胞内的PHB分解 废水

ATP 聚磷菌 聚磷酸盐 储存在细胞内

磷

好氧时摄取的 磷大大多于 厌氧时释放的 磷

厌氧环境 有机基质 产酸菌

好氧环境

P 乙酸聚P

P聚P

PHB

PHB

聚P

聚P

聚磷菌

聚磷菌

聚磷菌

聚磷菌

聚磷菌

聚磷菌在好氧环境中竞争能力差， 在厌氧环境中可成为优势菌种。

厌氧-好氧系统生物除磷过程图

好氧时：大量繁殖(消耗能源——聚β-羟基丁二酸PHB)逆浓度梯度过量吸磷(贮备厌氧状态能源—多聚磷酸盐颗粒(异染颗粒) );

厌氧时：正相反——不繁殖，释放磷酸盐于体外(产生能量供其储备消耗好氧状态能源——PHB)。

有机基质 厌氧区 产酸菌 好氧区

大部分 (P)去除

部分回流乙酸 P 聚P 聚磷菌 PHB 聚磷菌 O2 PHB

水中P

做种

聚P 聚磷菌

聚P 聚P 聚P 聚P

聚磷菌

厌氧环境中污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化 为乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌在厌氧的不利状态 下，将体内积聚的聚磷分解，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乙酸 苷转化为PHB(聚β-羟基丁酸)的形态储藏于体内。

聚磷分解形成的无机磷释放回污水中，这就是厌 氧释磷。

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的生理活动， 部分供其从污水中变本加厉地、过量地摄取磷，以 聚合磷酸盐(Ploy-P)的形式贮藏在菌体内而形成高 磷污泥，这就是好氧吸磷。通过剩余污泥排出。

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。

2、生物法除磷影响因素1)氧环境条件(a)溶解氧浓度：厌氧区如存在溶解氧，兼性厌 氧菌就不会启动其发酵代谢，不会产生脂肪酸

,也不 会诱导放磷，好氧呼吸会消耗易降解有机质。

厌氧段控制DO在0.2mg/l以下。好氧区的DO应大于2.0 mg/L,以保证聚磷菌利用 好氧代谢中释放的大量能量充分地吸磷。(b)NOx-浓度：产酸菌利用NOx- 作为电子受体， 抑制厌氧发酵过程；反硝化消耗易降解有机质。

(2)有机物浓度及可利用性：碳源的性质对吸放磷 及其速率影响极大。可发酵、易生物降解的碳源越多效 果越好。

BOD/TP大于15,才能保证聚磷菌足够的基质需 求诱导聚磷菌放磷的有机基质分为三类：A类：乙酸、甲酸、丙酸等低分子有机酸，该类物 质存在时放磷速度最快； B类：乙醇、甲醇、柠檬酸、葡萄糖等需在厌氧条 件下转化成A类基质后才能被聚磷菌利用 C类：丁酸、乳酸和琥珀酸等，该类能否引发放磷 与污泥的微生物有关

(3)污泥龄：污泥龄影响着污泥排放量及污泥含 磷量，污泥龄越长，污泥含磷量越低，去除单位质量 的磷须同时耗用更多的BOD。

一般控制在3.5—7天同时脱氮除磷系统应处理好泥龄的矛盾。

(4)pH:生物除磷系统合适pH为中性和微碱性。

3、生物除磷工艺流程(A2/O 工艺) A2/O法由厌氧池和好氧池组成，能 同时去除污水中有机物及磷沉淀池 原污水 (释放磷) (厌氧) 曝气池 (BOD去除 吸收磷) (好氧) 处理水

回流污泥(含磷污泥)

剩余污泥含磷污泥 用作肥料

厌氧-好氧除磷工艺流程