强化吸附生物除磷工艺的探讨

32/32强化吸附生物除磷工艺的探讨专业:给排水工程目录§1.课题概述………3§2。课题研究的意义………………３§３.文献综述………5§４.强化吸附法进行生物除磷实验………………2０§5.实验结论………２４§1课题概述生物除磷是近二十年来发展很快的一种工艺,它对水体富营养化的防治有很大的意义.我国最新颁布的污水排放标准“GＢ978—1996”规定排入Ⅰ、Ⅱ类水体的磷酸盐含磷量分别不得超过0．5和1．0mg/l。强化吸附作用原理即在传统的生物除磷工艺A／O工艺流程厌氧池的前面加一个小的厌氧池,此小的厌氧池的停留时间比比原厌氧池短的多(小于30ｍｉｎ）,称之为吸附池.此工艺是根据微生物的生理特性和厌氧-—§2课题研究的意义一、富磷给水体所造成的危害用好氧活性污泥处理法处理废水，主要是去除废水中含碳的有机污染物（BOD)，在好氧处理过程中，活性污泥微生物有增长。由于氮、磷等营养元素是构成微生物细胞的主要组分之一（氮通常占污泥干重的12。5%,磷占干重的１。5。~2。０％）,因此通过同化合成微生物细胞，并以剩余污泥形式排放可以去除废水中的一部分氮、磷营养物.但是,出水中磷含量常常会超过0。5～1.0mg／l的排放标准,成为藻类生长的营养来源，可因此造成水体的富营养化,导致溶解氧降低，出现厌氧消化，变黑发臭,对水产养殖、饮用水质量等造成严重危害。二、生物除磷的意义由于水体中生长着固氮微生物、固氮蓝藻,它们能固定大气中的分子氮,供藻类生长所需。磷浓度的高低将成为控制湖泊中藻类生长丰度最重要的因子.据计算，水体中如含磷水平低于0.５mg/l(以ＰＯ43－计)，就能控制藻类的过盛生长，如低于0．05ｍg/l（PＯ43—）,则藻类几乎停止生长.因此目前世界各国对控制水体中的磷含量都十分重视。长期以来,各国大多采用化学法除磷。化学法除磷简便易行,适合于水量小、水质成分波动大的含磷废水处理.然而，化学法除磷沉淀后污泥量大、并难以处置；所有物化法除磷成本均很昂贵,对处理量大的污水厂往往难以承受。在六十年代,环境工程学家发现好氧活性污泥处理厂在某些运行条件下污泥中磷含量特别高。因此通过排放剩余污泥而去除的磷量也大大增加，此现象后来被众多学者研究和开发成各种各样的生物除磷工艺.据Giｌbert等人(1９65）介绍,生物除磷法有许多突出的优点：除磷效果高；可减少化学污泥量;可减少活性污泥的膨胀现象、改进污泥沉降性能、污泥易脱水、肥效高；动力消耗低,日常运行费用省；操作方便;适合于现有污水处理厂的改建.三、进行生物除磷是新城市污水处理厂面临的实际问题最新颁布的城市污水处理厂排放标准GＢ９78—19９6对1９9８年1月1日之后建成的污水处理厂排放水质提出了新的更高的国家标准。它规定排入=1\＊RＯMANI、=2\*ＲOMANII类水体和=4\＊RＯMＡNIV、=5\*RＯＭAＮV类水体中的氨氮含量不应高于1５和20毫克／升,磷酸盐磷含量分别不高于0．５和1．0毫克／升.其中磷的含量达到了发达国家的排放标准。传统的活性污泥法不能达到上述排放标准。而用化学法除磷不但投资大，运行费用也相应增加，并且会产生大量化学污泥.但目前对生物除磷可靠性没有把握。因此需要研究有效的、投资节省的生物除磷方法,使之能尽快得到实际应用。四、强化吸附法生物除磷理论设想介于传统的生物除磷工艺的除磷效率还有待提高，而强化吸附法生物除磷工艺是在传统的生物除磷工艺流程厌氧池的前面加一个小的厌氧池,此小的厌氧池的停留时间比比原厌氧池短的多（小于30min）,称之为吸附池。在这样一个小环境中,集磷菌可以利用充分的营养使之以PHB的形式储存在菌体内，并使产酸、发酵过程得以继续进行，到下一个厌氧池得以更进一步的放磷,从而为以后的好氧吸磷创造了充分的条件.此工艺是根据微生物的生理特性和厌氧—好氧除磷的原理而设计的.其作用原理即在处理流程首断增加一个生物选择器，以改善污泥性能，促使微生物对有机物的吸收。曾有学者将强化吸附用于生物脱氮工艺,取得良好效果.从理论上分析,它对于生物除磷效果也应有促进作用.推断其除磷效果较其它常见生物除磷工艺要好,近而作了实验研究。§3文献综述一、生物除磷机制假说的发展早在195５年,Greenｂerｇ等报导了活性污泥可吸收超过微生物正常生长所需的磷量.Srinａtｈ（1９5９)和Alarｃon(1９6１）首先报导了污水处理厂污泥生物除磷的现象，但他们均未解释其原因。对活性污泥过量除磷的系列研究始于六十年代中期,Sｈapiro等对此进行了大量研究,他们肯定了曝气对污泥吸磷的作用,在不曝气时，可发现磷释入溶液.当pH低时也有磷释放现象发生.比较有代表性的解释污泥能过量积累并去除磷的假说有两个，一是生物诱导的化学沉淀作用；二是生物积磷作用。1、生物诱导的化学沉淀作用这一假说的核心是由于污泥微生物的代谢作用，导致微环境发生变化，结果使废水中的溶解性磷酸盐化学性地沉积于污泥上，并随剩余污泥的排放一起去除。（1）Ｍenar和Jenkｉｎs的假说196９年Menar提出，污泥的过量积磷是由于磷酸钙的沉淀和重新溶解的结果。废水中的磷被化学性地沉淀并结合在活性污泥中,随剩余污泥而去除。他们的论点是:在推流式曝气池的进水端,回流污泥与进水混合，由于废水中有机基质含量丰富,因此污泥活性强、代谢和好氧速率高、CO2产量高。结果污水的ＤO降低,pＨ也下降，使污泥中可能存在的磷酸钙沉淀部分溶解,加上污泥对废水中有机磷和脂肪酸钙盐的降解,使溶解性磷酸盐浓度升高。随着污泥混合液在曝气池中向前推进，可利用的有机基质减少，污泥的呼吸速率和CO２产率减少。若供氧速率不变，溶解氧将会增加。ＣＯ２产率的减少和曝气对CＯ2的吹脱，使pH上升，导致出现磷酸钙沉淀.（2）借助pH微环境变化的化学沉淀作用除了在大环境pH改变的影响下发生磷酸钙沉淀假说外，有人提出了与之相似的假说，即在污泥絮体内部pＨ微环境变化所导致的化学沉淀。2、生物积磷作用生物积磷假说认为污泥中某些微生物在某些环境条件下，有过量积聚磷酸盐的作用，并通过剩余污泥的排放从系统中除磷。当细菌细胞生活在营养丰富的环境里开始大量繁殖即将进入对数生长期时，因细菌为大量分裂作准备,细胞能从外界大量吸收可溶性磷酸盐，在体内合成多聚磷酸盐并积累起来，供对数生长期合成磷酸耗磷之需.另外，当细菌经过对数生长期时，环境中的一些营养物质，如碳源、氮源或硫源等已消耗殆尽，成为其生长繁殖的限制因子.这时大部分细胞已停止繁殖,核酸的合成也已停止,对磷的需要量已经很低,若环境中的磷源仍然有余，细胞又有一定的能量,便能从外界吸收磷素，以多聚磷酸盐的形式积贮于细胞内.许多学者对细菌体内积磷的机理和去除环境中磷的途径进行了更深入的研究。其中许多人认为细菌的积磷是通过“过度积累”和“贪婪吸收"两种不同的机制进行的。(1)过度积累所谓过度积累是指微生物暂时处于缺磷条件之后，若再进入含有大量磷素和其他合适营养的环境,这时细菌就能大量的吸磷。（２）贪婪吸收所谓贪婪吸收是指细菌处在必要的营养元素受限制,但磷不受限制的条件下,若这时细菌有足够的能量可供利用,它们即可将磷吸收并主动转移至细胞内贮藏起来。这个条件相当于处在内源呼吸期或静止生长期，只能在细菌大量生长后营养已接近用尽的情况下发生。在污水处理厂中相当于曝气池末端的活性污泥所处的条件.这种状况下的细菌,当进入厌氧压抑条件时,体内积累的聚磷酸盐可大量释放出来。二、生物除磷的原理贪婪吸收和过度积累现象只是部分的解释了生物过量除磷的机理,还留下一些问题没有解决。例如厌氧压抑对贪婪吸收磷酸盐似乎没起什么作用。1、对生物除磷细菌的研究在七十年代初,Arizona大学的一个研究组发现假单胞菌──黄单胞菌群去磷的能力高，而埃希氏菌──气单胞菌群去磷能力低。在污水基质中添加葡萄糖可诱导提高后一类菌的吸磷数量。这是第一次探索污泥中的积磷细菌。后来人们发现不动杆菌──莫拉氏菌群具有吸放磷和过量积贮磷的能力.到目前为止已发现了许多在活性污泥中能过量积累聚磷酸盐的微生物。2、积磷细菌在除磷污泥中的发展经过进一步的研究，人们总结了厌氧/好氧系统中有机基质的利用情况和生物除磷的机理。废水中的有机物进入厌氧区后，在发酵性产酸菌的作用下转化成乙酸。积磷菌在厌氧的不利环境条件下(压抑条件),可将贮积在菌体内的聚磷酸盐分解.在此过程中释放出的能量可供积磷菌在厌氧压抑环境下存活之用;另一部分能量可供积磷菌主动吸收乙酸、H+、和e,使之以聚合羟基—-丁酸（以PHB表示）形式贮藏在菌体内,并使产酸发酵过程得以继续进行。聚磷分解后的无机磷盐释放出积磷菌体外，此即观察到的积磷细菌厌氧放磷现象.进入好氧区后，积磷菌即可将积贮的PＨB好氧分解，释放出的大量能量可供积磷菌的生长、繁殖。当环境中有溶磷存在时，一部分能量可供积磷菌主动吸收磷酸盐,并以聚磷的形式贮积在体内，此即为积磷菌的好氧吸磷现象.这时，污泥中非积磷的好氧性积磷细菌虽也能利用废水中残存的有机物进行氧化分解，释放出的能量可供它生长繁殖；但由于废水中的大部分有机物已被积磷菌吸收、贮藏和利用，所以在竞争中得不到优势。可见厌氧、好氧交替的系统仿佛是积磷细菌的“选择器",使它能够一支独秀。三、生物除磷动力学1、不同种类碳源对污泥厌氧放磷的影响许多研究者都观察到磷的释放与厌氧区内溶解性可快速生物降解有机基质Sbs密切相关。Malnoｎ等（1984）、Ｈaｓcｏeｔ等（１9８5)进一步提出磷的释放基本上取决于进水中碳源的性质,而不是厌氧状态本身。Gerbeｒﻩ等(1９87）除了同意这一观点外,还进一步将诱导放磷的有机基质划分为三类,它们都属于Sｂｓ类基质:Ａ类:乙酸、甲酸和丙酸等低分子有机酸;B类:乙醇、甲醇、柠檬酸和葡萄糖等；C类：丁酸、乳酸和琥珀酸等.郑兴灿等（１992）对此作了详细研究，他们认为A类基质(SA)存在时放磷速率较大，污泥初始线性放磷系由Ａ类物质诱导所致，放磷速率与SA浓度无关,仅与活性污泥的浓度和微生物组成有关，可以认为ＳＡ类基质诱导的厌氧放磷呈零级动力学反应.B类基质（SＢ)必须在厌氧状态下转化成A类物质后才能被积磷菌利用,从而诱发磷的释放。因此，ＳB诱导的放磷速率主要取决于ＳＢ类基质转化成SＡ类基质的速率。SＢ诱导的厌氧放磷曲线可近似地用Ｍonod型方程式表示之.Ｃ类基质（SC）能否引起放磷则与污泥微生物组成有关。在用该基质驯化后，其诱发的厌氧放磷速率与SA接近。（2)硝酸盐对磷释放的影响郑兴灿等（1９92）测试了不同浓度的硝酸盐对A类基质、B类基质和城市污水厌氧放磷的影响。他们发现硝酸盐的存在不影响SＡ诱导的放磷速率，仅影响释放总量。硝酸盐可明显抑制SB诱导的磷释放。硝酸盐存在时，污水基质样品中出现明显的磷的净吸收,当硝酸盐耗完后又转变为磷的厌氧净释放.据此，他们认为：在各类基质中反硝化细菌优先利用SA，反硝化细菌在与积磷菌竞争ＳＡ时占优势,对SB亦如此。除磷污泥中存在着兼具脱氮除磷以及不能反硝化脱氮的两类积磷菌。在缺氧条件下（存有硝酸盐),前者可吸磷,后者可放磷。结果,缺氧状态下的效应(净释放或净吸收）取决于这两类积磷菌在污泥中所占的比例、基质的性质和浓度.存在SA时,反硝化细菌对SA的竞争可使放磷总量下降，由于ＳA可直接诱发磷的释放，且释放速率与SA的浓度无关,因此硝酸盐的存在对放磷速率没有影响。对ＳＢ来说,由于ＳB必须转化成SA，因此在缺氧条件下由于反硝化细菌对SA和SB的竞争，造成SA浓度很低,结果使放磷总量明显下降，放磷速率也明显下降.同时兼具脱氮除磷的积磷菌可通过反硝化中产生的能量吸磷,有时会出现磷的净吸收.(３）pH对厌氧放磷的影响徐亚同等人采用批式试验，考察了不同pＨ时的厌氧放磷现象，结果表明,pH值为7。0０。2和8。1０。2时,污泥中的磷以较大速率释放.当pＨ降至5．20。2时,污泥中的磷大量且快速地释放,其释放速率超过pH7．00．２和８。10．2时的放磷速率.在pH9．50．1时，先出现磷的净吸收，再出现磷的净释放，磷的释放明显受到抑制。pH降至5.2时出现的大量而快速磷的释放是一种无效的释放,是细胞在酸性条件下的自溶,是磷酸钙、磷酸镁等磷酸盐在酸性条件下溶解的结果，这时磷的释放并不导致随后好氧区的磷的吸收。pH9.５的碱性条件下出现磷的净吸收可能是由于生成了一些磷酸钙、磷酸镁沉淀，它们吸附到污泥絮体中而造成混合液中溶磷浓度的下降。（4）温度对污泥厌氧放磷的影响温度对厌氧放磷有较大的影响。随着温度的升高,放磷速率增加,当温度为17、27和37℃时，前三小时的放磷速率分别为0.87、。２3和2。60mgＰ/L·h。温度每升高1０Shaｐiro等指出，在批式试验中,温度从１0℃上升到30四、生物除磷系统的基本工艺流程生物除磷系统具有下列一些共同特点：进水端都存在着厌氧区。由于污泥交替进入厌氧区，使过量积累聚磷盐的积磷细菌能超过其它微生物而优势生长,结果污泥的含磷量大大超过一般的好氧法处理系统的活性污泥的含磷量。在厌氧区中排除硝酸盐的重要性.目前对生物除磷工艺所作的改进及在运行管理中所采取的措施均是力求减少由硝化作用所产生并通过污泥回流和混合液回流（内回流）而进入厌氧区的硝酸盐含量，从而防止在厌氧区内的反硝化作用对积磷细菌厌氧放磷产生竞争性抑制。厌氧区内的有机基质，尤其是溶解性可快速生物降解有机物存在的重要性。积磷细菌在厌氧放磷过程中释放的能量,除了供它在厌氧压抑条件下生存所需外，还可主动吸收环境中的溶解性可快速生物降解基质，将之以PHB形式贮藏起来。在随后的好氧区,积磷细菌即可用分解PＨB时所释放的能量来过量吸磷.所以，所有的生物除磷系统的厌氧区均设在流程的进水端,以确保厌氧区中有足够的有机基质可供积磷细菌利用.主流生物除磷工艺对已建厂的改造南非的Ａleｘand城市污水处理厂原先是出水达到硝化的好氧活性污泥厂,曝气区设置若干个机械表面曝气机，后来他们关闭曝气区前端的6个曝气机，使之成为厌氧区。结果出水PO43－P从8ｍg/ｌ降至２。８ｍｇ／l。由于曝气机关闭，使能耗从1800０ｋw·h／d降至130０0kｗ·h/d。图1。Alexanda污水厂工艺流程（依Pitmaｎ,1９8３）A/O工艺Ａ／O工艺是使污水和污泥顺次厌氧和好氧交替循环流动的方法.在进水端，进水与回流污泥混合进入一个推流式的厌氧接触区。为了防止氧气扩散入厌氧混合液中，可在厌氧区上方加盖。厌氧区内设有混合器,缓慢搅拌以避免污泥沉淀。有时厌氧区还被分隔成3~4个室。厌氧区后面是曝气的好氧区，最后进入沉淀池使泥水分离。根据美国空气产品公司报导的A／Ｏ工艺专利的特点是速率高，水力停留时间短，在典型设计的厌氧区停留时间为0。5～1。0小时,系统的泥龄亦短，因此系统往往达不到硝化，回流污泥中也就不会携带NO３—至厌氧区。图２．A／O工艺Ａ2／O工艺图３。A2/Ｏ工艺为了能同时除磷脱氮，可在A/O工艺的基础上增设一个缺氧区，并设置内回流使好氧区中的混合液回流至缺氧区以反硝化脱氮，这样就构成了既除磷又脱氮的厌氧／缺氧/好氧系统,简称A2/O工艺。废水首先进入厌氧区，兼性厌氧的发酵细菌将废水中的可生物降解大分子有机物转化为挥发性脂肪酸这一类小分子发酵产物。积磷细菌可将菌体内积贮的聚磷盐分解，所释放的能量可供积磷细菌在厌氧的“压抑"环境下维持生存，另一部分能量还可供积磷细菌主动吸收环境中的VFA一类小分子有机物，并以PHB形式在菌体内贮存起来。随后废水进入缺氧区，反硝化细菌就利用内回流而带来的硝酸盐，以及废水中可生物降解有机物进行反硝化，达到同时去碳和脱氮的目的.厌氧区和缺氧区都设有搅拌混合器，以防止污泥沉积。接着废水进入曝气的好氧区，积磷细菌除了可吸收、利用废水中的残剩的可生物降解有机物外，主要是分解体内贮积的PHB，放出的能量可供本身生长繁殖，此外,还可主动吸收周围环境中的溶磷，并以聚磷盐的形式在体内贮积起来。这时排放的废水中溶磷浓度已相当低。好氧区中的有机物经厌氧区、缺氧区分别被积磷细菌和反硝化细菌利用后,浓度也相当低，这有利于自养的硝化细菌生长繁殖,并将NH４+经硝化作用转化为NO3-，非积磷的好氧性异养菌虽然也能存在，但它在厌氧区中受到严重的压抑、在好氧区又得不到充足的营养，因此在与其他生理类群的微生物竞争中处于劣势。排放的剩余污泥中，由于含有大量能过量积贮聚磷盐的积磷细菌，污泥磷含量可达6%以上,因此较一般的好氧活性污泥系统大大地提高了磷的去除效果.Ｂarｄenｐｈo工艺图4．四段Baｒdｅｎpｈo工艺1974年，Ｂaｒｎard报导了在他所首创的硝化，反硝化脱氮Bａrｄeｎpho工艺中,有时发现有很好的除磷效果.Bardenphｏ工艺以四个完全混合活性污泥反应池串联而成。其中第1、3池不曝气、设混合器缓慢搅拌以防止污泥沉淀.第2、4池好氧曝气。第2池(好氧1）停留时间长，已达完全硝化。好氧1的混合液并不回流至第一池（缺氧１),而是进入第3池(缺氧2），混合液中的NＯ3－被反硝化细菌通过内源反硝化而还原成氮气。随后进入第4池（好氧２）使DＯ足够高以驱走氮气泡，避免形成浮渣，同时避免污泥在沉淀池中厌氧放磷。Bａｒnaｒd在实验中首次发现水中NＯ3-对去磷有抑制作用。Phoredox工艺图5．Ｐhｏrｅdox工艺为了提高去磷效果，Baｒnard在他的试验中,将Barｄｅnpｈo工艺作了改进，在缺氧１前增设了一个厌氧发酵区。从二沉池回流来的污泥在厌氧区中与进水相混。好氧池中污泥混合液回流仅进入缺氧区.只要后面４段硝化、反硝化控制得当，氮去除率高,同时控制二沉池污泥至厌氧区的回流污泥比，那么通过回流污泥而带至厌氧区的硝酸盐将是很少的。厌氧区的厌氧生境比原Bａrdenｐho工艺中的缺氧区较易达到。在南非及欧洲将这种改进的Bardｅnｐho工艺称为Phoｒeｄox工艺.在美国仍称之为改良型Ｂaｒdenｐho工艺或五阶段Barｄenpｈo工艺。UCT工艺图6．UCT工艺在Ｐhoｒeｄｏx的工艺流程中，二沉池的回流污泥仍然是回至最前端的厌氧区，由于其中或多或少的带有NO３－，因此对厌氧区总会带来不利的影响。要通过操作来降低硝酸盐浓度方面的余地较小。同时减少回流污泥量对污泥的沉降性能有较高的要求，对二沉池的操作也带来一定的困难.Maraｉｓ等经过一系列的尝试后推出了UCＴ工艺(UniversityofCａpeTownProｃess).在UCT工艺中，沉淀池的回流污泥和好氧区的污泥混合液分别回流至缺氧区,内中携带的ＮO3－在缺氧区中经反硝化而去除。为了保证厌氧区中的污泥浓度，增设了缺氧区至厌氧区的混合液回流。在废水TKＮ／CＯD适当的情况下,缺氧区中反硝化作用完全，可以使缺氧区出水中的NO３－浓度保持接近于零，从而在厌氧区中能保持较为严格的厌氧生境，这样可提高厌氧放磷以及整个系统的除磷效率.同Phoredox工艺相比,UＣＴ工艺可最大限度的排除回流液中携带的硝酸盐对除磷的不利影响。但因增加了缺氧区至厌氧区的混合液回流，运行费用略有增加。改良型的UCＴ工艺图７．改良型UCT工艺在UCＴ工艺中，从好氧区至缺氧区的内回流中所携带的NO3－，多多少少总是有一些被缺氧区至厌氧区的回流液带入厌氧区，为了解决这一问题，有人对ＵCT工艺作了改进，称之为改良型UCＴ工艺。在改良型UCT工艺中，缺氧区被分成两个,缺氧１只接受二沉池的回流污泥，并有混合液回流至厌氧区。因此,对缺氧1，只要求减少回流污泥携带的NO3—数量.缺氧2接受来自好氧区的混合液回流,其内进行反硝化.这种将缺氧1与缺氧2完全分隔的改良型UCＴ工艺可避免将过剩的NＯ3—带进厌氧区，从而提高了系统的去磷效果.VＩP工艺图8．ＶIP工艺VIP工艺是以美国ＶｅｒginｉaPoｌyｔechnｉcＩnstituteanｄStatｅUｎiversｉｔy的Raｎdaｌl教授为首的科研组提出的一种生物除磷工艺。其流程类似于UCT工艺，但有二点明显的不同：厌氧区、缺氧区、好氧区的每一部分至少有二个以上的池所构成，这样可增加吸、放磷的速率；与ＵCT工艺相比，泥龄短，负荷高，运行速率较高，污泥中活性生物的比例增加,除磷速率较高，减少了反应池的体积，其设计泥龄为5～10天,而UCT工艺的泥龄通常为13～２5天。9、SBR工艺序批式活性污泥法(简称SBR工艺）是一种将初沉、反应和二次沉淀池放在同一反应器中进行，提供一种时间顺序上的污水处理工艺。整个处理过程分为进水、反应、沉降、出水、休闲五个时期，具有构筑物简单，投资省，操作灵活，管理方便等优点,现已研制出自动监测或起闭阀门,定时进水，排水的自动控制系统，操作时可按水质状况调整各时段时间。旁流生物除磷工艺──Phostｒip法该工艺的关键是在常规的好氧活性污泥工艺中,增设了厌氧放磷池和化学沉淀池.该工艺的主流部分为常规的活性污泥法曝气池，回流污泥的一部分（约为进水流量的10～２0％）旁流入一个厌氧池，污泥在厌氧池中通常停留8~12小时，积磷细菌可吸收发酵产物而放磷，也因菌体自溶而放磷。脱磷后的污泥回流入曝气池继续吸磷,富含磷的厌氧池上清液进入化学沉淀池后以石灰处理,石灰剂量取决于废水的碱度，使溶磷转化为不溶性的磷酸钙沉淀，然后从系统内弃去。由于Pｈostrｉｐ工艺仅将处理流程中的一部分回流污泥通入旁路的厌氧放磷池，并以化学的方法除磷，所以列入旁流除磷工艺。污泥的吸磷仍然遵循生物过量吸磷的机理,因此是一种生物和化学法相结合的除磷方法。然而，同其他化学除磷工艺相比，由于只占总流量一小部分的废水须加药处理，故大大地减少了化学药物的投加量。同其它主流生物除磷工艺相比,对进水TBOD和BOD／P的要求不严格，在进水ＢＯD不高,只要操作合理,出水TP可低于１ｍg/l。图９。Phosｔrip工艺五、生物除磷机理新进展最近，一些刊物报导了一种现象，就是在反硝化（或缺氧）条件下发生吸磷，并发现在活性污泥中有一种能反硝化且除磷的细菌（DPB)，现表明，这种DPB的能力与人们熟知的好氧积磷菌相近。这种反硝化除磷的主要优点是：碳源和能源（曝气）得到节省。对于反硝化除磷，进水中的COＤ可同时用于脱氮除磷。Delft大学的研究中,相当一部分磷在缺氧区被吸收，ＤＰB的除磷量相当于总除磷量的50%。与传统工艺相比，采用反硝化除磷的生物营养盐去除工艺(BＮR）可节省ＣOD３０%（用于处理生活污水时）。DＰＢ的代谢机理与好氧积磷菌非常类似，在缺氧段,用NO3-而非O２氧化ＣOD（ＰHB）。然而，DPB的存在和生长并不意味着在BＮＲ工艺中，厌氧段可省略。研究表明,省去厌氧段，令细菌特性从反硝化除磷向传统反硝化转变。参考文献:１。许亚同，废水中氮磷的处理,华东师范大学出版社,199６年。2、白晓慧，生物除磷机理新进展,环境科学动态,1997年第3期.３、骆琼，污水同时去磷除氮技术动向,环境科学动态，199６年第4期。4、徐乐中，生物除磷效率的确定,给水排水，1995年第1１期.5、陈欣燕程晓如陈忠正,从微生物学探讨生物除磷机理,中国给水排水1996年第5期。6、翟明，论污水中氮磷的降解,中国土木工程学会排水委员会三界二次年会论文(１９9７年）。7、颜秀勤,A+A2/Ｏ工艺处理城市污水的生产性试验研究，中国土木工程学会排水委员会三界二次年会论文（1９９7年）。8、周岳溪等，废水生物除磷机理的研究，环境科学,1９9１年13卷４期.9、郑兴灿,污水生物除磷机理述评，环境科学,198９年11卷１期.１0、朱怀兰史家梁徐亚同，SＢＲ系统中的积磷细菌，上海环境科学，1９94年4月.11、徐亚同，生物除磷,上海环境科学，1988年３月。12、朱怀兰史家梁徐亚同，SＢR生物除磷工艺的研究，1９9３年8月。13、张在峰赵庆祥林吉，生物除磷过程中厌氧特性的研究，中国环境科学，1９91年１1卷5期。14、刘玉生朱学庆等，A／Ｏ和A2/O法除磷脱氮工艺影响因素及除磷动力学研究，环境科学研究，１９92年3月,第5卷第2期。§4．用强化吸附法进行生物除磷实验一、实验材料及装置1、实验材料本实验的储水、反应及沉淀池均采用有机玻璃制造，各反映池之间用橡胶管连接.实验装置实验自制曝气池直径（ｄ)为25０ｍm，厌氧池d=150mm,附池d＝１0０mｍ，沉淀池d=200mm，储水池d＝40０mm。由于本实验的目的在于探讨强化吸附除磷工艺的除磷效果，故实验采用Ａ/O流程及强化吸附除磷流程两套模拟装置进行，以对比两种工艺流程的除磷效果。强化吸附除磷工艺只是多了一个吸附池，其它装置的规格两流程相同。在装置中,曝气池采用微孔曝气方式,空压机供气.各反应池均采用搅拌器,转速为60转/分。吸附池及厌氧池上口磨平加橡胶盖密封,以保证厌氧条件。进水及污泥回流采用蠕动泵。实验流程本实验采用对比实验的方法，建立两个系统.系统一为传统A／O法系统二为强化吸附法（见图１0及图１1).系统一:厌氧池+好氧池+沉淀池，系统二：吸附池+厌氧池＋好氧池+沉淀池。图9。系统１图1０。系统2系统一照片：系统二照片：系统整体照片：取泥和配水实验污泥取自高碑店污水处理厂的回流污泥,回来后进行接种培养，稳定后取样分析。实验采用人工配水方法，其污水成分模拟北京市污水特征,按碳、氮、磷比例进行配制，配制原料采用醋酸钠（NaAＣ）、磷酸二氢钾（KH２ＰO4)、氯化铵（NH4Ｃl）等.实验过程第一阶段在第一阶段中，除磷效果很差，近于没有，进出水磷含量差值在1-2mg/l之间,近于没有。测定厌氧池DＯ，其值略高于０。20mg/l,故分析可能是厌氧池DO太高所至，于是将厌氧池及吸附池加橡胶垫及软纸增加密封程度，减少表面复氧。经磷测试，仍未发现过量除磷。后将进水比进行了调整，将进水COD由15０mg／l增加为２0０mg/ｌ,进水磷含量由４０mg／ｌ降低为20mg/ｌ。此时丝状菌却突然大量繁殖，将好氧池的溶解氧增至4mg/l左右后，沉淀池泥面开始下降，污泥膨胀现象逐步消逝。第二阶段各项参数及指标控制如表一所示:表一:泥龄天日排泥升进水流量l/h回流比％CＯDmg/lPｍg/l停留时间(ｈ)常规法吸附法厌氧池曝气池吸附池厌氧池曝气池５１。442.41０01５0401。３330。33１3此外，在本次实验过程中,PH值一般在7.0左右,温度在１6~26℃本阶段从5月6日开始，经过前一阶段的调整，终于取得成效。此阶段虽不时出现泵坏，停止运转的等故障，但其他时间基本正常。第二阶段磷去除效果表:（见另页表二）表中数据均在污泥状态较稳定情况下测得.有时因泵停或跑泥等情况发生而导致不能连续测磷。另外有个别数据明显不合理而舍去了，如:有时测得的进水磷要高于实际进水磷含量,其所得数据自然不正确,原因可能是由于操作过程中出现了错误。在本阶段当中,于5月2７日将曝气池停留时间改为4小时,日排泥量改为1。92L,经稳定后于６月6日和6月7日测得两组数据如表三所示。3、第三阶段5月２8日发现系统中出现大量胶粘状泥团，经镜检，发现全由大量丝状菌构成。由于系统中丝状菌过多，难于控制且找不到具体原因，故于6月9日将原泥撇掉，改换为高碑店新取污泥，以后一段时间进入污泥的培养、接种阶段。经稳定后于6月１9日开始了本阶段的测磷工作。实验测得磷去除效果如表四所示。从这些数据可以明显看出,在换泥后，由于污泥的状态较好，DO控制在4mｇ/l左右，污泥指数保持在10０以内.所以,实验取得了较为明显的效果。§5实验结论在厌氧条件为１。33小时，好氧条件为3小时的条件下强化吸附除磷法比常规A/Ｏ法有较高的磷去除率,但去除率增加百分比不是很大,约增加5％左右。强化吸附法污泥含磷率略高于常规A／O法,第二阶段常规Ａ/O法约为15％左右，强化吸附法约为１6％左右；第三阶段常规A／O法约为１1％左右，强化吸附法约为12％左右.在运行过程中,一定要严格控制吸附池及厌氧池的厌氧条件，使DO保持在０.２0mg／ｌ以下,以及使好氧池的DO保持在２mg／ｌ以上，以免产生丝状菌,引起污泥膨胀,一旦丝状细菌大量繁殖，不但难于恢复污泥性状,而且对除磷效果也有很大的影响。总的看来,在污泥状态不是很好的情况下，吸附法磷去除率比常规法大约高５％左右，而在污泥状态较好，各项参数控制较合理时，吸附法比常规法可高出９%左右。通过实验可以看出,无论是常规A／O法，还是吸附法,如污泥状态比较好且各项参数指标合适时,磷去除率均可以得到提高，常规法磷去除率大约提高10～15%，吸附法可提高15～20％。由于硝酸盐的存在对污水除磷也有很大的影响.在６月27日对系统中NＨ3—N及其ＮO3—N的含量及变化作了测定,得出下面一组数据:NＨ3-N总进水常规法出水吸附法出水１3.91ｍg／l０。43mｇ／l0。64mg/lNO３-N常规法厌氧池吸附法厌氧池１．007mｇ／l2．０8ｍg/ｌ而且,测得自来水中NO3-Ｎ含量为1２.7mｇ／l，经分析后认为，前一阶段除磷率不是很高与NO３—在系统中引起的反硝化作用有很大的关系.论文摘要生物除磷作为近年来发展很快的一种工艺,它对水体富营养化的防治有很大的意义.本实验就强化吸附生物除磷工艺进行了研究，其原理即在常规Ａ/Ｏ法处理流程首端增加一个生物选择器,以改善污泥性能，促使微生物对有机物的吸收。本实验采用对比实验的方法，建立两个系统，系统一为传统A／Ｏ法，系统二为强化吸附法。实验结果表明,强化吸附除磷法比常规A/O法有较高的磷去除率.本实验还对吸附池、厌氧池及好氧池的不同停留时间比进行了探讨。ABSＴＲACTBioｌoｇicalpｈｏsphorｏuｓrｅmｏvalproｃｅssｉsatechｎologｙdeｖelopｅｄquiｃklyrｅcently。Iｔhasgreatsigniｆiｃａncｅtｏeutroｐｈicaｔiｏnｏfwａｔｅrbody。Ｔhｅｅxpeｒiｍｅｎｔwaｓusedtｏstｕdyｓtrengｔｈeningadsoｒpｔiｏnbiologicalｐhoｓphｏｒｏuｓｒｅmovaｌ。ItｓprincｉpｌeisadｄingabioｌogicalsｅlectorｂｅfｏrｅthｅconveｎｔioｎA／Oprocesstｏincreａseｔhｅsludｇecharacteｒiｓticsａndenｈaｎcethｅａdsｏrptionｏforgaｎicmatteｒｓｂyｍiｃｒooｒｇanｉsm。Theexｐerimentadｏptscoｎtraｓttestａｎdｓetｕptwｏsｅtｓｏfsyｓtem.OｎeisconveｎtiｏｎA／Ｏprｏcessａndtｈeothｅrissｔrengtheniｎｇａｄｓoｒpti