污水廠的生物除磷技術(shù)探討

國(guó)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(guó)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(guó)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(lái)說(shuō)，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(lái)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(guó)BroadleyJames來(lái)說(shuō)是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)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(guò)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(guò)點(diǎn)源污染進(jìn)入水體。污水中的磷主要來(lái)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(yíng)養(yǎng)化問(wèn)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(guò)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(lái)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(guò)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(zhǎng)過(guò)程中需要磷作為營(yíng)養(yǎng)元素，微生物的生長(zhǎng)過(guò)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(guó)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(yíng)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(zhǎng)的同化作用下消耗的污水中的有機(jī)碳源和氮、磷的營(yíng)養(yǎng)元素的比例。通過(guò)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(lái)說(shuō)，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(lái)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(wú)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(guò)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(guò)量的，在數(shù)量上超過(guò)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(guò)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(jiǎn)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(lái)簡(jiǎn)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)程中釋放的能量被聚磷微生物APB利用，并從污水中吸收過(guò)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(guò)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(wú)O2，存在NO3 )環(huán)境下攝磷。在除磷的過(guò)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(guò)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(guò)量吸附磷的生物特性，通過(guò)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(lái)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(guò)程。作為污水處理廠的運(yùn)營(yíng)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。