水處理中的汙水除磷

汙水經過生物法處理後，大部分的有機磷酸鹽和聚磷酸鹽被轉化爲溶解性的正磷酸鹽，少量不溶性的磷是存在于生物細胞的原生質中。常規的生物處理法通過剩余汙泥排放和處理可以從汙水中去除部分磷（10%~ [#]0%)，一些特殊工藝或經過調整運行方式具有除磷功能的普通工藝可以取得較好的除磷效果。但生物處理法的除磷效果是有限的，當磷的排放標准要求很高時，往往需要使用化學除磷或將生物法與化學除磷結合起來使用。

化學法除磷是向水中投加石灰、鋁鹽和鐵鹽等化學藥劑，生成不溶性的磷酸鹽，然後再利用沉澱、氣浮或過濾等方法將磷從汙水中除去。按照磷的終去除方式和構築物的組成，活性汙泥法除磷工藝流程可分爲主流程除磷工藝和側流程除磷工藝兩類。

側流除磷工藝的厭氧段不在處理汙水的水流方向上，而是在回流汙泥的側流上，具體方法是將部分含磷回流汙泥分流到厭氧段釋放磷，再用石灰沉澱去除富磷上清液中的磷。主流除磷工藝的厭氧段在處理汙水的水流方向上，磷的終去除通過剩余汙泥排放，其代表方法是厭氧/好氧（A/0)工藝，其他方法也都是經過厭氧/好氧過程和排出剩余汙泥來實現除磷。

側流除磷工藝又稱Phostrip工藝，其工藝流程見圖5-9。

汙水經過曝氣池處理去除B0D5和CODc同時活性汙泥過量攝取磷後，混合液再進人二沉池，實現含磷汙泥與水的分離。含磷汙泥部分回流莉曝氣池，另一部分分流至厭氧除磷池。在厭氧除磷池中，汙泥在好氧條件時過量攝取的磷得到充分釋放，然後汙泥回流到曝氣池中。由除磷池流出的富磷上清液進人化學沉澱池，投加石灰形成Ca3(P04)2不溶物沉澱，在通過排放含磷汙泥去除磷。

Phostrip工藝將生物除磷法與化學除磷法結合在一起，除磷效果較好且穩定，出水總磷濃度可以小于lmg/L,而且操作靈活，受外界條件影響小。現有常規活性汙泥法很容易改造成Phostrip工藝，只需在汙泥回流管線上增加小規模的處理單元即可，而且在改造過程中不用中斷汙水處理系統的正常運轉。汙泥在釋磷池內的停留時間一般爲2h，從汙泥回流系統分流的汙泥量一般爲汙水處理廠進水量的20%~30%,而經過濃縮釋磷後再回流到曝氣池內的泥量爲汙水處理廠進水量的10%~20%。

(1)溶解氧：首先必須在厭氧區控制嚴格的厭氧環境，這直接關系到聚磷菌的生長狀況、釋磷能力及利用有機基質的能力。厭氧區DO的存在，一方面會因DO將作爲終電子受體而抑制厭氧菌的發酵產酸作用，妨礙磷的釋放；另一方面會快速耗盡有機基質，從而減少聚磷菌所需的VFA量，造成生物除磷效果降低。其次是必須在好氧區供給足夠的溶解氧，以便聚磷菌有效地吸收汙水中的磷。一般厭氧段的DO要嚴格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的DO要控制在2mg/L以上。

(2)厭氧區硝態氮：硝態氮包括硝酸鹽和亞硝酸鹽，硝態氮的存在會消耗有機基質而抑制聚磷菌對磷的釋放，進而影響好氧條件下聚磷菌對磷的吸收。另外，硝態氮的存在會被部分聚磷菌利用而進行反硝化，從而影響聚磷菌的釋磷和攝磷能力。

(3)溫度：溫度對除磷的影響不如對生物脫氮過程的影響那麽明顯，因爲在高溫、中溫和低溫條件下，都有不同的具有生物除磷能力的聚磷菌在活動。但爲保證發酵作用的完成和基質的吸收，在低溫運行時，要求厭氧段的時間更長一些。一般來說，在 [#]~30t的範圍內，都可以收到較好的除磷效果。

(4)pH值：通常情況下，pH值在6~ [#]的範圍內時，磷的釋放比較穩定。pH值低于6.5時，生物除磷的效果會大大下降。

(5)BOD5負荷和有機物性質：汙水生物除磷工藝中，厭氧段有機基質的種類、含量及微生物所需營養物質與汙水中含磷的比值是影響除磷效果的重要因素。不同的有機物爲基質時，磷的厭氧釋放和好氧攝取效果是不同的。分子量較小的易降解有機物(如揮發性脂肪酸類等）容易被聚磷菌利用，將其體內儲存的多聚磷酸鹽分解釋放出磷，誘導磷釋放的能力較強，而高分子難降解有機物誘導聚磷菌釋磷能力就較差。厭氧階段磷的釋放越充分，好氧階段磷的攝取量就越大。另外，聚磷菌在厭氧階段釋磷所產生的能量，主要用于其吸收低分子有機基質以作爲厭氧條件下生存的基礎。因此，進水中是否含有足夠的有機質，是關系到聚磷菌能否在厭氧條件下順利生存的重要因素。一般認爲，進水中BOD5/TP要大于15,才能保證聚磷菌有足夠的基質，從而獲得理想的除磷效果。爲此，可以采用部分進水和跨越初沉池的方法，獲得除磷所需要的BOD5量。

(6)泥齡：由于生物除磷系統主要通過排出剩余汙泥實現除磷，因此剩余汙泥量的多少決定系統的除磷效果，而泥齡長短對'剩余汙泥的排放量和汙泥對磷的攝取作用有直接的影響。一般來說，泥齡越短，汙泥含磷量越高，排放的剩余汙泥量越大，除磷效果越好。短的泥齡還有利于好氧段控制硝化作用的產生，從而有利于厭氧段磷的釋放。所以僅以除磷爲目的的汙水處理系統，-?般都采用較短的泥齡。但過短的泥齡會影響BOD5和COD&的去除效果，可能導致出水的BOD5和COD&值達不到排放要求。一般以除磷爲目的的生物處理系統的泥齡控制在3.5~7d。

(7)其他：一般來說，厭氧段的水力停留時間越長，除磷效果越好。但過長的停留時間，又不會意味着有更大的除磷效果，反而會有利于絲狀菌的生長，使汙泥的沉澱性能惡化。剩余汙泥的處理方法也會對除磷效果產生影響，在汙泥的處理過程中，如果出現厭氧狀態，剩余汙泥中的磷就會重新釋放出來，使濃縮池上清液和汙泥脫水液中含有高濃度的磷，而這些高濃度的含磷汙水又會回到進水中。

(1)厭氧段是生物除磷關鍵的環節，其容積一般按0.5~ 1h的水力停留時間確定，如果進水中容易生物降解的有機物含量較高，應當設法減少水力停留時間，以保證好氧段進水的bod5含量。

(2)如果磷的排放標准很高，而所選除磷工藝不能滿足出水要求，可以增加化學除磷或過濾處理去除水中殘留的低含量磷。

(3)重力濃縮容易產生厭氧狀態，有除磷要求的剩余汙泥處理不能采用這種方法，而應當使用氣浮濃縮、機械濃縮、帶式重力濃縮等不產生厭氧狀態的濃縮方法。如果受條件限制只能選用重力濃縮時，必須在工藝流程中增設化學沉澱設施去除濃縮上清液中所含的磷。

(4)泥齡越長，對除磷越不利，尤其是在進水BOD5/TP小于20時，泥齡控制得越短越好。但如果進水BOD5偏低，活性汙泥增長緩慢，就不可能將泥齡控制得太短，此時必須使用化學法除磷。