污水廠的生物除磷技術(shù)探討

國內(nèi)的污水廠在今年和明年的上半年，將會(huì)全面響應(yīng)環(huán)保要求，分地區(qū)逐步在污水廠出水口的位置安裝總磷在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)污水廠出水總磷開始進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。根據(jù)污水廠的出水國標(biāo)GB18918-2002上規(guī)定的總磷的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)是0.5mg/L(2005年12月31日前建立的污水廠標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值為1mg/L)。出口在線總磷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的安裝，意味著國家環(huán)保部門對(duì)污水廠的監(jiān)測(cè)提升到了一個(gè)新的高度，而對(duì)于污水廠來說，這是對(duì)出書水水質(zhì)全面水質(zhì)達(dá)標(biāo)的階段性要求。面對(duì)這樣的更高條件的要求，我們污水廠的運(yùn)行人員該怎么樣來針對(duì)總磷的達(dá)標(biāo)進(jìn)行工藝的調(diào)整和運(yùn)行呢?這磷門一腳，我們要怎樣踢出去才能進(jìn)球呢

pH做為zui基本的污水指標(biāo)，勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個(gè)重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過程。

作為城市污水中的污染物質(zhì)之一，磷以多種形式存在于污水中。在城鎮(zhèn)污水中，作為污染物質(zhì)的磷主要通過點(diǎn)源污染進(jìn)入水體。污水中的磷主要來源于家用洗滌劑(洗衣粉)，特別是三磷酸鹽(P3O105-0)作為骨架成分引入合成洗衣粉后,水體富營養(yǎng)化問題日趨嚴(yán)重,通常污水中的磷以多形式的磷酸鹽(H22PO4-、HPO24-2-4、PO34-3-4)、聚磷酸鹽(poly-P)和有機(jī)磷的形式存在。污水廠接納從城鎮(zhèn)流入到廠內(nèi)的磷后，可以通過兩種方式進(jìn)行磷的去除，分別是生物除磷和化學(xué)除磷。下面我們就從生物除磷的機(jī)理上來聊聊污水廠的磷的去除。

*種方式是生物除磷。污水廠作為一個(gè)采用大量微生物作為水質(zhì)凈化的人工強(qiáng)化的處理設(shè)施，通過人工的手段，聚集了自然界中大量的降解污染物質(zhì)的微生物。作為微生物的生命體的組成部分，磷在這些微生物中占了一定成分比例，這些微生物在生長過程中需要磷作為營養(yǎng)元素，微生物的生長過程吸收的磷，我們成為微生物同化作用去除的磷。活性污泥法中的微生物的近似的化學(xué)式，國內(nèi)有很多不同的表達(dá)，其中包含磷的的化學(xué)式：C60H87O23N122P，按照微生物所需的營養(yǎng)物的比例有一些研究：

而現(xiàn)階段比較被廣泛采用的是100：5：1，這個(gè)比例就是活性污泥中的微生物維持自身正常生長的同化作用下消耗的污水中的有機(jī)碳源和氮、磷的營養(yǎng)元素的比例。通過這個(gè)比例我們可以知道，微生物的同化作用消耗的磷是比較少的，對(duì)于一般的城鎮(zhèn)污水廠來說，進(jìn)水的BOD在100~200mg/L之間，以所有的BOD都轉(zhuǎn)化為活性污泥的生物體內(nèi)的有機(jī)組成來計(jì)算，所需要的磷在1~2mg/L左右。而生活污水中的磷在3~4mg/L，甚至有些地區(qū)的總磷高達(dá)6~7mg/L的濃度，這么高的濃度的進(jìn)水總磷，依靠微生物自身的同化作用是無法完成磷的*利用的，那么生物法除磷是不是在這個(gè)比例下就達(dá)到了去除上限了呢?

作為一個(gè)聚集大量活性污泥微生物的污水廠，活性污泥中的這些微生物形式各異，處理的污染物質(zhì)也不盡相同，通過科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)，其中有一大類是對(duì)污水中的磷具有生物作用的微生物。這一類的微生物在不同的氧氣供給的環(huán)境下，對(duì)水中的磷表現(xiàn)出不同的作用，能夠過量的，在數(shù)量上超過其生理需要的，從外部環(huán)境中攝取磷，并將磷以聚合的形態(tài)存貯在微生物體內(nèi)，并形成富含磷的生物污泥，通過剩余污泥的排放，排出系統(tǒng)之外從而達(dá)到從污水中去除磷的作用。這一類微生物我們統(tǒng)稱為聚磷菌(PAO)，聚磷菌只是描述了這一類細(xì)菌具有的聚磷作用，并不是細(xì)菌的分類和名稱，不能簡單的認(rèn)為某一種細(xì)菌可以完成磷的去除，是一大類的細(xì)菌的聚磷作用的體現(xiàn)。

這一大類聚磷菌PAO根據(jù)聚磷反應(yīng)的電子受體的不同，還可以再往下細(xì)分為兩種聚磷菌，一種是我們現(xiàn)階段比較常用的厭氧-好氧的聚磷釋磷作用，利用氧原子作為電子受體的聚磷作用，這類細(xì)菌稱為APB;一種脫氮反應(yīng)中的兼性的聚磷釋磷作用，利用NO3-在缺氧條件完成聚磷，這類細(xì)菌成為DPB。下面我們來簡單看這兩類聚磷菌是如何實(shí)現(xiàn)污水中磷的去除的。

*種是在厭氧好氧環(huán)境變化的除磷作用，我們把這一類的細(xì)菌統(tǒng)稱為APB。這個(gè)除磷過程分為兩部分，分別是厭氧釋磷階段：在污水廠中人為設(shè)置的生物處理的厭氧段，污水中攜帶的有機(jī)物通過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)，聚磷菌(APB)通過分解體內(nèi)的聚磷和糖原產(chǎn)生能量，將VFAs攝入細(xì)胞，轉(zhuǎn)化為內(nèi)貯物，如PHB(聚-β-羥丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB),是一種存在于許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)屬于類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物,具有貯藏能量,碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓等作用)。其所需的能量來自聚磷酸鹽的水解，并將磷以正磷酸鹽的形式釋放到污水中。

好氧吸磷：在好氧段，以PHB形式貯存的的碳源物質(zhì)被好氧段的曝氣提供的氧氣所氧化，在氧化過程中釋放的能量被聚磷微生物APB利用，并從污水中吸收過量的正磷酸鹽，以合成新的細(xì)胞，形成富磷的活性污泥，這部分富含磷的活性污泥通過剩余污泥的排放，進(jìn)入到污泥處理壓成泥餅后外運(yùn)排放，完成了對(duì)污水中磷的去除。

第二種是在一些研究中發(fā)現(xiàn)，除APB外，還存在一種“兼性厭氧反硝化除磷細(xì)菌”———DPB，還能在缺氧(無O2，存在NO3 )環(huán)境下攝磷。在除磷的過程做，DPB和APB有相似的原理, 只是在氧化細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存的PHA時(shí)電子受體是NO-3 。DPB在厭氧狀態(tài)下釋放正磷酸鹽，而在缺氧條件下，和反硝化菌交叉作用超量吸磷，并通過剩余污泥的排放達(dá)到污水除磷的目的。但是由于這個(gè)反應(yīng)與生物脫氮相互交織，相互之間的制約較多，在一般的生物除磷的考慮中，這部分不作為主要去除磷的生物反應(yīng)。

以上是兩種聚磷菌PAO的聚磷反應(yīng)，從這兩種的聚磷反應(yīng)我們可以看到，生物除磷是分為兩個(gè)階段的，利用了聚磷菌釋磷和過量吸附磷的生物特性，通過剩余污泥的排放達(dá)到污水去除磷的作用。在污水廠中，特別是近年來設(shè)計(jì)采用的污水處理工藝，絕大多數(shù)的工藝都對(duì)生物池的環(huán)境進(jìn)行了人為的劃分，實(shí)現(xiàn)了厭氧、缺氧、好氧的交替，這種交替給這一類的聚磷菌PAO的生理作用提供了適宜的環(huán)境，便于這類細(xì)菌實(shí)現(xiàn)生物除磷，從而實(shí)現(xiàn)污水處理的生物除磷過程。作為污水處理廠的運(yùn)營管理者，要對(duì)生物除磷的基本概念理論有一定的理解，這樣在運(yùn)行中才能采取合理的方式進(jìn)行運(yùn)行管理，達(dá)到生物除磷的有效發(fā)揮。