废水中的磷｜磷去除方法--生物去磷

概述

有几种策略可去除废水中的磷，根据处理目标和设施需求，可选择化学去除、生物去除和三级过滤。

从所有的可能性来看，除磷似乎十分复杂，但都实现了相同的目标。除磷的概念是将尽可能多的溶解态磷转化为颗粒磷，然后沉淀或过滤颗粒磷以将其从过程中去除。

化学去除涉及投加金属盐以将磷沉淀成固体形式。生物去除需要通过在处理过程中提供正确的环境条件以培养聚磷菌 (PAO)。这些聚磷菌将在细胞体内吸收大量的磷，然后再将这些聚磷菌沉淀或过滤去除。

最后，三级过滤，需与化学或生物去除结合使用，在二级处理后再次使用过滤系统进行过滤，将总磷降低到超低水平。每种方法都有其各自的优点和缺点，因此应基于每个设施的特定需求选择合适的实施策略。

除了将溶解态磷转化为颗粒磷除了的重要性，这些策略还在很大程度上依赖于固体分离过程的有效性。设施内的净化和过滤过程必须具很低的出水 TSS 浓度。任何通过最终出水流出的悬浮固体都导致总磷的增加，但它不会被正磷酸盐分析仪检测到。

磷去除方法

生物去除

生物营养物去除 (BNR) 是指培养特定的微生物和细菌以去除废水中的营养物。强化生物除磷(EBPR) 是 BNR 的过程，旨在使用 PAO（聚磷菌）除磷。

整个过程取决于强化 PAO 吸收比通常更多的磷。这种二级处理过程需要将 PAO 经过两个阶段，一个是厌氧阶段，然后是好氧阶段。

在厌氧阶段，生物因缺乏溶解氧和硝酸盐而处于受压状态。此时，PAO 利用自身的多磷酸盐作为能量继续从水中吸收 BOD（特别是挥发性脂肪酸即 VFA）然后将其转化为聚 B- 羟基丁酸酯 (PHB) 形式存储（Smith，2019）。

水中的磷会因所有 PAO 释放它们所储存的磷酸盐而增加。

磷去除方法

PAO

当 PAO（聚磷菌）到达好氧阶段时，由于它们储存了大量 PHB，因此它们相比水中其他微生物具有巨大的竞争优势。

聚磷菌积累的 PHB 存储与新引入的溶解氧进行代谢，产生大量能量。这些能量用于繁殖更多的 PAO 以及从水中“奢侈吸收”磷进入其细胞。

由于 PAO 种群数量增加且每个 PAO 均过量吸收磷，从而降低了水中的磷含量。之后可将这些 PAO 通过沉淀或过滤从过程中去除，同时也就带走了它们存储的磷。

磷去除方法

厌氧区

对于 EBPR 过程，在厌氧区内正确的环境条件是重要的：

1、任何溶解氧或硝酸盐的存在都会破坏 PAO 的磷释放。

两者都将提供对水中可用 BOD 的 竞争，这意味着其他生物会在 PAO 之前更快地消耗水中的 BOD。因此实现真正意义上的厌氧条件非常重要。

2、需要有足够的 BOD 负荷以吸收系统内的磷。

使用 BOD 与磷的比率 (BOD:P) 来表征这种关系。要实现好的生物除磷，大于40:1 的比例是理想的。

3、这 BOD 要易于生物降解，如挥发性脂肪酸(VFA)。

在厌氧条件下，所有 BOD 最终都会分解为可生物降解的形式，但过程中的停留时间可能不足以完成分解（Ross，2013 年）。

直接测量 VFA 或可溶性 BOD/COD 可以更好地了解用于厌氧吸收的 BOD 的真实比率。

磷去除方法

过程监控

使用仪表监控 EBPR 过程有助于保持连续性能并快速提醒操作员任何问题。正磷酸盐再次成为关键参数。Alyza IQ PO4 可以监控 EBPR 性能和最终的出水浓度。没有在线正磷酸盐监控，常规抓取样品即可完成工作。但连续性数据有助于提醒您 EBPR 过程中的任何问题，即使是在负荷变化的情况下也可确保始终实现充分处理。除了正磷酸盐外，YSI IQ SensorNet 还提供其他几种传感器以用于监控 EBPR。

氧化还原电位 (ORP) 是监测和控制厌氧过程的常用参数。ORP 可以指示池内发生的生物活动类型，因此通过将 ORP 值保持在特定范围（-150 到 -250 mV）内可以确保存在厌氧条件。溶解氧 (D.O.) 传感器通常用于监测和控制许多活性污泥设施中的曝气过程。这同样适用于 EBPR，其中 DO 传感器可以将好氧区的曝气输出保持在最佳水平。

如今可以使用先进的紫外传感技术在线监测 COD 和 BOD 这样的有机物参数。这些传感器可以量化厌氧区内可用的可生物降解有机物的数量，从而指示是否需要提供额外的有机物以获得适当的 BOD:P 比率。最后，如果需要关切挥发性脂肪酸，则可以使用实验室程序直接测量。YSI 自动滴定仪可以快速准确地监测 VFA，以确保 PAO 的生长。

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