水处理中的污水除磷

污水经过生物法处理后，大部分的有机磷酸盐和聚磷酸盐被转化为溶解性的正磷酸盐，少量不溶性的磷是存在于生物细胞的原生质中。常规的生物处理法通过剩余污泥排放和处理可以从污水中去除部分磷（10%~ [#]0%)，一些特殊工艺或经过调整运行方式具有除磷功能的普通工艺可以取得较好的除磷效果。但生物处理法的除磷效果是有限的，当磷的排放标准要求很高时，往往需要使用化学除磷或将生物法与化学除磷结合起来使用。

化学法除磷是向水中投加石灰、铝盐和铁盐等化学药剂，生成不溶性的磷酸盐，然后再利用沉淀、气浮或过滤等方法将磷从污水中除去。按照磷的终去除方式和构筑物的组成，活性污泥法除磷工艺流程可分为主流程除磷工艺和侧流程除磷工艺两类。

侧流除磷工艺的厌氧段不在处理污水的水流方向上，而是在回流污泥的侧流上，具体方法是将部分含磷回流污泥分流到厌氧段释放磷，再用石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。主流除磷工艺的厌氧段在处理污水的水流方向上，磷的终去除通过剩余污泥排放，其代表方法是厌氧/好氧（A/0)工艺，其他方法也都是经过厌氧/好氧过程和排出剩余污泥来实现除磷。

侧流除磷工艺又称Phostrip工艺，其工艺流程见图5-9。

污水经过曝气池处理去除B0D5和CODc同时活性污泥过量摄取磷后，混合液再进人二沉池，实现含磷污泥与水的分离。含磷污泥部分回流莉曝气池，另一部分分流至厌氧除磷池。在厌氧除磷池中，污泥在好氧条件时过量摄取的磷得到充分释放，然后污泥回流到曝气池中。由除磷池流出的富磷上清液进人化学沉淀池，投加石灰形成Ca3(P04)2不溶物沉淀，在通过排放含磷污泥去除磷。

Phostrip工艺将生物除磷法与化学除磷法结合在一起，除磷效果较好且稳定，出水总磷浓度可以小于lmg/L,而且操作灵活，受外界条件影响小。现有常规活性污泥法很容易改造成Phostrip工艺，只需在污泥回流管线上增加小规模的处理单元即可，而且在改造过程中不用中断污水处理系统的正常运转。污泥在释磷池内的停留时间一般为2h，从污泥回流系统分流的污泥量一般为污水处理厂进水量的20%~30%,而经过浓缩释磷后再回流到曝气池内的泥量为污水处理厂进水量的10%~20%。

(1)溶解氧：首先必须在厌氧区控制严格的厌氧环境，这直接关系到聚磷菌的生长状况、释磷能力及利用有机基质的能力。厌氧区DO的存在，一方面会因DO将作为终电子受体而抑制厌氧菌的发酵产酸作用，妨碍磷的释放；另一方面会快速耗尽有机基质，从而减少聚磷菌所需的VFA量，造成生物除磷效果降低。其次是必须在好氧区供给足够的溶解氧，以便聚磷菌有效地吸收污水中的磷。一般厌氧段的DO要严格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的DO要控制在2mg/L以上。

(2)厌氧区硝态氮：硝态氮包括硝酸盐和亚硝酸盐，硝态氮的存在会消耗有机基质而抑制聚磷菌对磷的释放，进而影响好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。另外，硝态氮的存在会被部分聚磷菌利用而进行反硝化，从而影响聚磷菌的释磷和摄磷能力。

(3)温度：温度对除磷的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显，因为在高温、中温和低温条件下，都有不同的具有生物除磷能力的聚磷菌在活动。但为保证发酵作用的完成和基质的吸收，在低温运行时，要求厌氧段的时间更长一些。一般来说，在 [#]~30t的范围内，都可以收到较好的除磷效果。

(4)pH值：通常情况下，pH值在6~ [#]的范围内时，磷的释放比较稳定。pH值低于6.5时，生物除磷的效果会大大下降。

(5)BOD5负荷和有机物性质：污水生物除磷工艺中，厌氧段有机基质的种类、含量及微生物所需营养物质与污水中含磷的比值是影响除磷效果的重要因素。不同的有机物为基质时，磷的厌氧释放和好氧摄取效果是不同的。分子量较小的易降解有机物(如挥发性脂肪酸类等）容易被聚磷菌利用，将其体内储存的多聚磷酸盐分解释放出磷，诱导磷释放的能力较强，而高分子难降解有机物诱导聚磷菌释磷能力就较差。厌氧阶段磷的释放越充分，好氧阶段磷的摄取量就越大。另外，聚磷菌在厌氧阶段释磷所产生的能量，主要用于其吸收低分子有机基质以作为厌氧条件下生存的基础。因此，进水中是否含有足够的有机质，是关系到聚磷菌能否在厌氧条件下顺利生存的重要因素。一般认为，进水中BOD5/TP要大于15,才能保证聚磷菌有足够的基质，从而获得理想的除磷效果。为此，可以采用部分进水和跨越初沉池的方法，获得除磷所需要的BOD5量。

(6)泥龄：由于生物除磷系统主要通过排出剩余污泥实现除磷，因此剩余污泥量的多少决定系统的除磷效果，而泥龄长短对'剩余污泥的排放量和污泥对磷的摄取作用有直接的影响。一般来说，泥龄越短，污泥含磷量越高，排放的剩余污泥量越大，除磷效果越好。短的泥龄还有利于好氧段控制硝化作用的产生，从而有利于厌氧段磷的释放。所以仅以除磷为目的的污水处理系统，-?般都采用较短的泥龄。但过短的泥龄会影响BOD5和COD&的去除效果，可能导致出水的BOD5和COD&值达不到排放要求。一般以除磷为目的的生物处理系统的泥龄控制在3.5~7d。

(7)其他：一般来说，厌氧段的水力停留时间越长，除磷效果越好。但过长的停留时间，又不会意味着有更大的除磷效果，反而会有利于丝状菌的生长，使污泥的沉淀性能恶化。剩余污泥的处理方法也会对除磷效果产生影响，在污泥的处理过程中，如果出现厌氧状态，剩余污泥中的磷就会重新释放出来，使浓缩池上清液和污泥脱水液中含有高浓度的磷，而这些高浓度的含磷污水又会回到进水中。

(1)厌氧段是生物除磷关键的环节，其容积一般按0.5~ 1h的水力停留时间确定，如果进水中容易生物降解的有机物含量较高，应当设法减少水力停留时间，以保证好氧段进水的bod5含量。

(2)如果磷的排放标准很高，而所选除磷工艺不能满足出水要求，可以增加化学除磷或过滤处理去除水中残留的低含量磷。

(3)重力浓缩容易产生厌氧状态，有除磷要求的剩余污泥处理不能采用这种方法，而应当使用气浮浓缩、机械浓缩、带式重力浓缩等不产生厌氧状态的浓缩方法。如果受条件限制只能选用重力浓缩时，必须在工艺流程中增设化学沉淀设施去除浓缩上清液中所含的磷。

(4)泥龄越长，对除磷越不利，尤其是在进水BOD5/TP小于20时，泥龄控制得越短越好。但如果进水BOD5偏低，活性污泥增长缓慢，就不可能将泥龄控制得太短，此时必须使用化学法除磷。