污水除磷效果受多種因素的影響,包括但不限于以下方面:
1. 溫度
溫度對(duì)除磷效果的影響不如對(duì)生物脫氮過程的影響那么明顯,但在一定溫度范圍內(nèi),溫度變化不是特別大時(shí),生物除磷都能成功運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)表明,溫度在10攝氏度以上時(shí)生物除磷效果更好,因?yàn)榫哿拙诘蜏貢r(shí)生長(zhǎng)速度會(huì)減慢。
2. pH值
在pH值在6.5到8.0之間時(shí),聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持穩(wěn)定。當(dāng)pH值低于6.5時(shí),吸磷率急劇下降。pH值突然降低,無論在好氧區(qū)還是厭氧區(qū)磷的濃度都會(huì)急劇上升,pH降低的幅度越大釋放量越大。pH下降引起的釋放是破壞性的,無效的。pH升高時(shí)則出現(xiàn)磷的輕微吸收。
3. 溶解氧(DO)
厭氧區(qū)的DO應(yīng)嚴(yán)格控制在0.2mg/L以下,而好氧區(qū)的溶解氧控制在2mg/L左右。在厭氧區(qū)內(nèi),溶解氧的存在會(huì)作為最終電子受體而抑制厭氧菌的發(fā)酵產(chǎn)酸作用,妨礙磷的釋放;而在好氧區(qū)內(nèi),則需要供給足夠的溶解氧,以滿足聚磷菌對(duì)儲(chǔ)存的PHB進(jìn)行降解,釋放足夠的能量供其過量攝磷之需。
4. 厭氧區(qū)硝態(tài)氮
硝態(tài)氮包括硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮,其存在會(huì)消耗有機(jī)基質(zhì)而抑制聚磷菌對(duì)磷的釋放,從而影響在好氧條件下聚磷菌對(duì)磷的吸收。另外,硝態(tài)氮的存在會(huì)被部分生物聚磷菌(如氣單胞菌)利用作為電子受體進(jìn)行反硝化,進(jìn)而影響其以發(fā)酵中間產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸,從而抑制了聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。
5. 污泥齡(SRT)
由于生物脫磷系統(tǒng)主要是通過排除剩余污泥去除磷的,因此剩余污泥量的多少將決定系統(tǒng)的除磷效果。而污泥齡的長(zhǎng)短對(duì)污泥的攝磷作用及剩余污泥的排放量有著直接的影響。一般來說,污泥齡越短,污泥含磷量越高,排放的剩余污泥量就越多,越可以取得較好的脫磷效果。
6. BOD/TP比值
進(jìn)水中的BOD/TP比值要大于15,才能保證聚磷菌有足夠的基質(zhì),從而獲得理想的除磷效果。不同的有機(jī)物為基質(zhì)時(shí),磷的厭氧釋放和好氧攝取是不同的。相對(duì)分子質(zhì)量較小的易降解的有機(jī)物(如低級(jí)脂肪酸類物質(zhì))易于被聚磷菌利用,將其體內(nèi)儲(chǔ)存的多聚磷酸鹽分解釋放出磷,誘導(dǎo)磷釋放的能力較強(qiáng),而高分子難降解的有機(jī)物誘導(dǎo)釋磷的能力較弱。
7. 回流比(R)
A/O工藝保證除磷效果的極為重要的一點(diǎn),就是使系統(tǒng)污泥在曝氣池中“攜帶”足夠的溶解氧進(jìn)入二沉池,其目的就是為了防止污泥在二沉池中因厭氧而釋放磷。但如果不能快速排泥,二沉池內(nèi)泥層太厚,再高的DO也無法保證污泥不厭氧釋磷。因此,A/O系統(tǒng)的回流比不宜太低,應(yīng)保持足夠的回流比,盡快將二沉池內(nèi)的污泥排出。但過高的回流比會(huì)增加回流系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)的能源消耗,且會(huì)縮短污泥在曝氣池內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間,影響B(tài)OD5和P的去除效果。
8. 水力停留時(shí)間(HRT)
對(duì)于運(yùn)行良好的城市污水生物脫氮除磷系統(tǒng)來說,一般釋磷和吸磷分別需要1.5~2.5小時(shí)和2.0~3.0小時(shí)。厭氧段的HRT太短,將不能保證磷的有效釋放,而且污泥中的兼性酸化菌不能充分地將污水中的大分子有機(jī)物分解為可供聚磷菌攝取的低級(jí)脂肪酸,也會(huì)影響磷的釋放;HRT太長(zhǎng),也沒有必要,既增加基建投資和運(yùn)行費(fèi)用,還可能產(chǎn)生一些副作用。
9. 糖原
糖原是由多個(gè)葡萄糖組成的帶分枝的大分子多糖,是胞內(nèi)糖的貯存形式。聚磷菌中糖原在好氧環(huán)境下形成,儲(chǔ)存能量在厭氧環(huán)境下代謝形成為PHAs的合成的原料NADH并為聚磷菌代謝提供能量。所以在延遲曝氣或者過氧化的情況下,除磷效果會(huì)很差,因?yàn)檫^量曝氣會(huì)在好氧環(huán)境下消耗一部分聚磷菌體內(nèi)的糖原,導(dǎo)致厭氧時(shí)形成PHAs的原料NADH的不足。
10. 硝酸鹽含量
硝態(tài)氮的存在也會(huì)消耗有機(jī)基質(zhì)而抑制聚磷菌對(duì)磷的釋放,進(jìn)而影響好氧條件下聚磷菌對(duì)磷的吸收。另外,硝態(tài)氮的存在會(huì)被部分聚磷菌作為電子受體進(jìn)行反硝化,從而影響其以發(fā)酵產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸、抑制聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PBH的合成能力。
11. 污泥負(fù)荷與污泥齡
厭氧-好氧生物除磷工藝是一種高F/M低SRT系統(tǒng)。當(dāng)F/M較高,SRT較低時(shí),剩余污泥排放量也就較多。因而,在污泥含磷量一定的條件下,除磷量也就越多,除磷效果越好。對(duì)于以除磷為主要目的生物系統(tǒng),通常F/M為0.4~0.7kgBOD/kgMLSS•d,SRT為3.5~7d。
12. BOD/TP
要保證除磷效果,應(yīng)控制進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的污水中BOD/TP大于 20。由于聚磷酸菌屬不動(dòng)菌屬,其生理活動(dòng)較弱,只能攝取有機(jī)物中極易分解的部分。因此,進(jìn)水中應(yīng)保證BOD5的含量,確保聚磷酸菌正常的生理代謝。但許多城市污水處理廠實(shí)際進(jìn)水存在碳源偏低,氮、磷等濃度較高等現(xiàn)象,導(dǎo)致BOD5/TP值無法滿足生物除磷的需要,影響了生物除磷的效果。
13. 回流比與水力停留時(shí)間
厭氧-好氧除磷系統(tǒng)的的回流比不宜太低,應(yīng)保持足夠的回流比,防止聚磷菌在二沉池內(nèi)遇到厭氧環(huán)境發(fā)生磷的釋放。在保證快速排泥的前提下,應(yīng)盡量降低回流比,以免縮短污泥在厭氧區(qū)的實(shí)際停留時(shí)間,影響磷的釋放。在厭氧-好氧除磷系統(tǒng)中,若污泥沉降性能良好,則回流比在50~70%范圍內(nèi),即可保證快速排泥。污水在厭氧區(qū)的水力停留時(shí)間一般在1.5~2.0h的范圍內(nèi)。停留時(shí)間太短,一是不能保證磷的有效釋放,二是污泥中的兼性酸化菌不能充分地將污水中的大分子有機(jī)物分解成低級(jí)脂肪酸,以供聚磷菌攝取,從而影響磷的釋放。污水在好氧區(qū)的停留時(shí)間一般在4~6h,這樣即可保證磷的充分吸收。
14. 硝酸鹽含量
硝態(tài)氮的存在也會(huì)消耗有機(jī)基質(zhì)而抑制聚磷菌對(duì)磷的釋放,進(jìn)而影響好氧條件下聚磷菌對(duì)磷的吸收。另外,硝態(tài)氮的存在會(huì)被部分聚磷菌作為電子受體進(jìn)行反硝化,從而影響其以發(fā)酵產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸、抑制聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PBH的合成能力。
綜上所述,為了確保有效的污水除磷,需要綜合考慮并優(yōu)化上述各個(gè)因素。通過科學(xué)管理和合理控制這些變量,可以提高除磷的效率,達(dá)到更好的污水處理效果。
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