生活污水除磷技術方案

生活污水除磷技術方案

一，除磷指去除污水中的磷。L}磷在污水中以磷酸鹽形式存在，故實際上是指磷酸鹽的去除。生活污水的除磷分為初級沉降、二級沉降(以細菌吸收)和化學沉淀。化學沉淀處理是向污水中投加鈣、鋁或鐵的化合物如石灰、明礬、三氯化鐵等， 與水中的磷酸鹽反應生成不溶性沉渣而被除去。總除磷率在95%以f=o

二，生活污水除磷工藝

1、生物處理中氮的轉化 

污水中的氮主要以氨氮和有機氮形式存在，一般情況下只含有少量或沒有亞硝酸鹽和硝酸鹽形態的氮，在未經處理的污水中，有機氮占總氮量的 40%左右，氨氮占 60%左右，亞硝酸鹽和硝酸鹽氮占 0～5%左右。生物處理中去除氮包括被微生物同化成新細胞及通過硝化、反硝化而被轉化為分子氮氣并逸入大氣。據統計，通過同化作用去除的氮通常占原污水BOD 的 4%～5%。這說明同化合成細胞的去氮量少，單位處理設施效率低，處理成本高，因而污水系統中氮的去除主要依靠硝化反硝化實現的。氨氮通過硝化作用轉化為硝酸鹽氮，在通過反硝化作用生成 N2。在整個生物脫氮過程中主要參與的細菌有三個類群，氨化細菌，進行有機化合物的脫氨基作用，生成氨氮；亞硝化和硝化細菌，將 NH3轉化為 NO2-和 NO3-；反硝化細菌將 NO2-和 NO3-轉化為 N2。在整個脫氮過程中，硝化反應是很重要的。 
2、生物除磷的生化機制 
所謂生物除磷，是利用聚磷菌等一類微生物，在數量上超過其生理需求的從外部環境攝取磷，并將磷以聚合的形態貯藏在菌體內，形成高磷污泥，以排放剩余污泥的形式排出系統，達到從廢水中除磷的效果。

（1）生物除磷主要依靠一類統稱為聚磷菌的微生物實現，該類微生物均屬異樣型細菌

（2）在厭氧條件下，兼性聚磷菌將溶解性 BOD 轉化為低分子發酵產物揮發性有機酸，生物聚磷菌則依靠聚磷的水解吸收產生的 VFAs 并以聚磷酸鹽的形式儲存，在這過程中釋放磷酸鹽和能量，形成 ADP。

（3）在好氧條件下，聚磷菌以游離氧為電子受體，不斷地氧化分解其體內儲存的有機底物。并利用產生的能量，在透過膜的催化作用下，通過主動運輸從外部環境過量攝取 H3PO4，攝入的 H3PO4一部分合成 ATP，其余的用于合成聚磷酸鹽，好氧吸磷量大于厭氧釋磷量，通過剩余污泥可實現磷的高效排出。

（4）聚磷菌厭氧釋磷的程度與基質類型關系很大，基質為甲酸、乙酸、丙酸等揮發性脂肪酸時，釋磷迅速而*。而基質為非揮發性有機酸，釋磷緩慢，且量較少。

（5）一部分聚磷菌具有脫氮功能，在無游離氧的條件下，可利用硝酸鹽進行呼吸，將其轉化為 N2和 N2O，且大量吸入磷。因此厭氧段混入硝酸鹽，一部分易降解碳源被反硝化利用，不利于厭氧釋磷。聚磷菌通過厭氧、好氧環境的交替，實現磷的去除。研究人員認為厭氧期間聚磷菌的釋磷水平越充分，對于后續的好氧過量吸磷能力也就越強；反過來，好氧磷的攝取越好越*，聚磷量越大，相應的對于在厭氧期間磷的有效釋放也就越有保證。

 
三，脫氮除磷工藝
生物脫氮首先是通過一些化能自養的微生物進行硝化反應，將廢水中的氨氮在亞硝化細菌作用氧化成亞硝酸氮，再通過硝化細菌進一步轉化為硝酸氮，然后經過反硝化過程，將硝酸鹽氮和亞硝酸氮在某些兼性異養型微生物作用下還原為氮氣，實現氮的去除同時去除 COD 的目的；生物除磷則是利用通過特定環境培養的嗜磷細菌，通過厭氧和好氧環境的交替實現磷的大量聚集，并以剩余污泥的形式從系統排出磷，達到除磷的目的。正是基于這些基本原理，研究人員開發了一些列生物脫氮除磷工藝。 
1、厭氧、缺氧、好氧組合工藝 
根據處理的要求和廢水的水質情況，在 A/O 或 A2/O 工藝的基礎上稍加變化，又開發出很多新的脫氮除磷工藝，如Bardenpho工藝、UCT 工藝。這些工藝或通過增加缺氧、好氧反應器的級數來強化處理效果，或通過改變混合液的回流方式或系統的進水方式，采用兩股混合液回流，在傳統的好氧池混合液回流的基礎上，增加了由缺氧池至厭氧池的混合液回流，由于缺氧池中的反硝化作用已大大降低了池內 N 的濃度，這樣就可以避免缺氧池回流液攜帶的-N 濃度過高而破壞厭氧池的厭氧狀態，影響除磷效果。 
2、Phostrip 工藝 
由于脫氮和除磷的工藝要求不同，脫氮需要低負荷、長泥齡，而除磷則正好相反，因此，為了克服在同一體系脫氮除磷的矛盾，出現了一些旁流除磷工藝，Phostrip 工藝就是此類工藝的典型一例。Phostrip 工藝將生物和化學除磷結合起來，一部分回流污泥被分流到專門的除磷池進行磷的釋放，含磷的上清液再通過石灰混凝沉淀處理，大部分磷以磷酸鈣的形式沉淀去除，出水總磷濃度低于1mg/L，由于旁流除磷，所以工藝耐沖擊負荷，缺點是工藝流程復雜，運行管理不便。 　　

3、SBR工藝 
SBR工藝是在同一反應器完成脫氮除磷的工藝。它是通過對進水、曝氣時間、反應器內溶解氧濃度等運行參數的合理控制，在時間序列上實現厭氧/缺氧/好氧的組合，在控制良好的情況下，N、P 的去除率可以達到 90%以上，與其他工藝相比，SBR 工藝的處理構筑物少，處理過程大為簡化，該工藝對水質、水量的變化具有一定的適應性，不宜產生污泥膨脹。CAST 就是應用較廣的一種。CAST 即循環式活性污泥法，它的特點是在反應器的前端有一生物選擇器，生物選擇器是一個容積較小的污水、污泥接觸區，它的設計要嚴格遵循活性污泥種群組成動力學的有關規律，創造合適的微生物生長條件，以及在高污泥絮體負荷條件下有利于磷釋放的環境。設計合理的生物選擇器可以有效地抑制絲狀性細菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統的穩定性。進水與 20%由主反應區回流的活性污泥在生物選擇器內混合接觸，這樣，污泥循環經過高有機負荷的選擇器，低負荷的反應器，容易形成小顆粒絮凝性的污泥，這種污泥由于表面積較大，所以可以吸附大量的有機質，同時也增大了絮體的密實度；另一方面，反應區通過合適的供氧，在微生物絮體的表面到內部可以形成由好氧到缺氧，溶解氧呈梯度降低的環境，這樣，硝化、反硝化過程就可以籍助生物絮體，在絮體的表面和內部同時發生。CAST 運行控制簡單，整個過程只有曝氣、沉淀兩階段，卻能達到深度脫氮除磷的效果。由于形成了凝聚性污泥，所以耐沖擊負荷能力強，對一些工業污水比例較大的城市污水，處理效果仍良好。 
4、膜-活性污泥法組合工藝 
生活污水的深度處理是將微生物的生物降解和膜的高效分離作用結合起來，利用膜-活性污泥法組合工藝處理生活污水，研究了無機膜、超濾膜和錯流式膜-生物反應器的運行情況及其水力學、生物動力學等特性，這些組合反應器，不僅占地面積小，而且處理水質好，對生活污水的 TP、COD 和 NH4+-N 的去除率可分別達到 95%、96%、93%以上。如果膜的清洗再生更為簡化，工藝運行費用有望降低，該工藝對干旱地區的污水處理再回用，將有廣闊的前景。