生活污水除磷技術(shù)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(xì)菌吸收)和化學(xué)沉淀?；瘜W(xué)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(yīng)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(zhuǎn)化 

污水中的氮主要以氨氮和有機(jī)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(tài)的氮，在未經(jīng)處理的污水中，有機(jī)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(xì)胞及通過硝化、反硝化而被轉(zhuǎn)化為分子氮?dú)獠⒁萑氪髿?。?jù)統(tǒng)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(xì)胞的去氮量少，單位處理設(shè)施效率低，處理成本高，因而污水系統(tǒng)中氮的去除主要依靠硝化反硝化實現(xiàn)的。氨氮通過硝化作用轉(zhuǎn)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(xì)菌有三個類群，氨化細(xì)菌，進(jìn)行有機(jī)化合物的脫氨基作用，生成氨氮；亞硝化和硝化細(xì)菌，將 NH3轉(zhuǎn)化為 NO2-和 NO3-；反硝化細(xì)菌將 NO2-和 NO3-轉(zhuǎn)化為 N2。在整個脫氮過程中，硝化反應(yīng)是很重要的。 
2、生物除磷的生化機(jī)制 
所謂生物除磷，是利用聚磷菌等一類微生物，在數(shù)量上超過其生理需求的從外部環(huán)境攝取磷，并將磷以聚合的形態(tài)貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，以排放剩余污泥的形式排出系統(tǒng)，達(dá)到從廢水中除磷的效果。

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

（2）在厭氧條件下，兼性聚磷菌將溶解性 BOD 轉(zhuǎn)化為低分子發(fā)酵產(chǎn)物揮發(fā)性有機(jī)酸，生物聚磷菌則依靠聚磷的水解吸收產(chǎn)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(nèi)儲存的有機(jī)底物。并利用產(chǎn)生的能量，在透過膜的催化作用下，通過主動運(yùn)輸從外部環(huán)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(xiàn)磷的高效排出。

（4）聚磷菌厭氧釋磷的程度與基質(zhì)類型關(guān)系很大，基質(zhì)為甲酸、乙酸、丙酸等揮發(fā)性脂肪酸時，釋磷迅速而*。而基質(zhì)為非揮發(fā)性有機(jī)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(jìn)行呼吸，將其轉(zhuǎn)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(huán)境的交替，實現(xiàn)磷的去除。研究人員認(rèn)為厭氧期間聚磷菌的釋磷水平越充分，對于后續(xù)的好氧過量吸磷能力也就越強(qiáng)；反過來，好氧磷的攝取越好越*，聚磷量越大，相應(yīng)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(yǎng)的微生物進(jìn)行硝化反應(yīng)，將廢水中的氨氮在亞硝化細(xì)菌作用氧化成亞硝酸氮，再通過硝化細(xì)菌進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸氮，然后經(jīng)過反硝化過程，將硝酸鹽氮和亞硝酸氮在某些兼性異養(yǎng)型微生物作用下還原為氮?dú)?，實現(xiàn)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(huán)境培養(yǎng)的嗜磷細(xì)菌，通過厭氧和好氧環(huán)境的交替實現(xiàn)磷的大量聚集，并以剩余污泥的形式從系統(tǒng)排出磷，達(dá)到除磷的目的。正是基于這些基本原理，研究人員開發(fā)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(jù)處理的要求和廢水的水質(zhì)情況，在 A/O 或 A2/O 工藝的基礎(chǔ)上稍加變化，又開發(fā)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(yīng)器的級數(shù)來強(qiáng)化處理效果，或通過改變混合液的回流方式或系統(tǒng)的進(jìn)水方式，采用兩股混合液回流，在傳統(tǒng)的好氧池混合液回流的基礎(chǔ)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(nèi) 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(tài)，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(fù)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(xiàn)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(xué)除磷結(jié)合起來，一部分回流污泥被分流到專門的除磷池進(jìn)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(fù)荷，缺點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜，運(yùn)行管理不便。 　　

3、SBR工藝 
SBR工藝是在同一反應(yīng)器完成脫氮除磷的工藝。它是通過對進(jìn)水、曝氣時間、反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度等運(yùn)行參數(shù)的合理控制，在時間序列上實現(xiàn)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(dá)到 90%以上，與其他工藝相比，SBR 工藝的處理構(gòu)筑物少，處理過程大為簡化，該工藝對水質(zhì)、水量的變化具有一定的適應(yīng)性，不宜產(chǎn)生污泥膨脹。CAST 就是應(yīng)用較廣的一種。CAST 即循環(huán)式活性污泥法，它的特點(diǎn)是在反應(yīng)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(qū)，它的設(shè)計要嚴(yán)格遵循活性污泥種群組成動力學(xué)的有關(guān)規(guī)律，創(chuàng)造合適的微生物生長條件，以及在高污泥絮體負(fù)荷條件下有利于磷釋放的環(huán)境。設(shè)計合理的生物選擇器可以有效地抑制絲狀性細(xì)菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。進(jìn)水與 20%由主反應(yīng)區(qū)回流的活性污泥在生物選擇器內(nèi)混合接觸，這樣，污泥循環(huán)經(jīng)過高有機(jī)負(fù)荷的選擇器，低負(fù)荷的反應(yīng)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(jī)質(zhì)，同時也增大了絮體的密實度；另一方面，反應(yīng)區(qū)通過合適的供氧，在微生物絮體的表面到內(nèi)部可以形成由好氧到缺氧，溶解氧呈梯度降低的環(huán)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(nèi)部同時發(fā)生。CAST 運(yùn)行控制簡單，整個過程只有曝氣、沉淀兩階段，卻能達(dá)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(fù)荷能力強(qiáng)，對一些工業(yè)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(jié)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(jī)膜、超濾膜和錯流式膜-生物反應(yīng)器的運(yùn)行情況及其水力學(xué)、生物動力學(xué)等特性，這些組合反應(yīng)器，不僅占地面積小，而且處理水質(zhì)好，對生活污水的 TP、COD 和 NH4+-N 的去除率可分別達(dá)到 95%、96%、93%以上。如果膜的清洗再生更為簡化，工藝運(yùn)行費(fèi)用有望降低，該工藝對干旱地區(qū)的污水處理再回用，將有廣闊的前景。