生物除磷,污水中生物除磷的原理

生物除磷原理：利用聚磷菌分别在厌氧（放磷）条件下和好氧（吸磷）条件下发生的作用，最终通过排泥作用将磷（盐）除去 过程利用就是AAO生物反应工艺。 水处理除磷剂：主要用于去除无机磷、有机磷等水体中的总磷，有效解决水体富营养化，用于电镀、线路板、化工、生活污水等废水处理中。具有吸附、架桥、混凝、共沉淀、网捕、置换、离子交换等作用机理，在强化去除重金属离子、COD、氨氮、色度、悬浮物等方面具有明显的优势。 扩展资料： 生物除磷的基本过程 1、除磷菌的过量摄取磷 好氧条件下，除磷菌利用废水中的BOD5或体内贮存的聚b-羟基丁酸的氧化分解所释放的能量来摄取废水中的磷，一部分磷被用来合成ATP，另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。 2、除磷菌的磷释放 在厌氧条件下，除磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生ATP，并利用ATP将废水中的有机物摄入细胞内，以聚b-羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外。 3、富磷污泥的排放 在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多，废水生物除磷工艺是利用除磷菌的这一过程，将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。 参考资料来源：百度百科—生物除磷

同步脱氮除磷工艺AAO
脱氮：氨氮硝化成硝酸盐氮,然后反硝化变成氮气
除磷：聚磷菌在好氧条件下过量吸收磷,再通过排泥把磷排出系统
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生物除磷主要是由一类统称为聚磷菌的微生物完成的，这类微生物均属于异养型微生物。其特点是都是利用有机物作为碳源。
在生物除磷过程中存在着厌氧和好氧环境，这两个环境起着不同的作用：
在厌氧的条件下，聚磷菌将细胞中的聚磷水解为磷酸盐，得到能量，并利用污水中易降解的COD合成储能物质存于细胞内；
在好氧的条件下，聚磷菌氧化这些胞内的储能物质，释放出能量用于摄取污水中的磷酸盐合成ATP，其中一部分又转化为聚磷作为能量存于细胞内。
整个过程不断的循环，且好氧的吸磷量大于厌氧的释磷量，从而达到除磷的目的。

这是生物除磷的原理了，希望对您有帮助哦！

（一）生物脱氮机理概述
污水生物脱氮的基本原理是在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过缺氧条件下（溶解氧不存在或浓度很低）的反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮从水中除去。因此所有的生物脱氮工艺都包含缺氧段（池）和好氧段（池）。
生物脱氮的反应过程是：
1、氨化与硝化
在未经处理的新鲜废水中，含氮化合物存在的主要形式有：
①有机氮：如蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物等；
②氨态氮（NH3、NH4+），一般以前者为主。
含氮化合物在微生物作用下，相继产生下列反应：
（1）氨化反应
有机氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、转化为氨态氮，这一过程称之为“氨化反应”。
（2）硝化反应
在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化，就此分两个阶段进行，首先在硝化菌的作用下，使氨（NH4）转化为亚硝酸氨，反应式为
NH4++3/2O2 NO2-+H2O——2H+-ΔF （ΔF=278.42KJ）
继之，亚硝酸氨在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝酸氨，其反应式为：
NO2-+1/2O2 NO3--ΔF （ΔF=72.27KJ）
硝化反应的总反应式为：
NH4++2O2 NO3-+H2O+2H+-ΔF （ΔF=351KJ）
2、反硝化反应
反硝化反应是指硝酸氮（NO3-N）和亚硝酸氮（NO2-N）在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮（N2）的过程。
反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌的细菌。在厌氧菌（缺氧）条件下，以硝酸氮（NO3-N）为电子受体，以有机物（有机碳）为电子供体。在反硝化过程中，硝酸氮通过反硝化菌的代谢活动，可能有两种转化途径，一种途径是同化反硝化（合成），最终形成有机氮化合物，成为菌体的组成部分，另一种途径是异化反硝化（分解），最终产物是气态氮。
（二）生物除磷机理概述
在常规二级生物处理系统中, 磷作为活性污泥微生物正常生长所需求的元素也成为生物污泥的组分, 从而引起磷的去除, 活性污泥含磷量一般为干重的1.5%—2.3%, 通过剩余污泥的排放仅能获得10%-30%的除磷效果。
在污水生物除磷工艺中, 通过厌氧段和好氧段的交替操作, 利用活性污泥的超量磷吸收现象, 使细胞含磷量相当高的细菌群体能在处理系统的基质竞争中取得优势, 剩余污泥的含磷量可达到3%-7%, 进入剩余污泥的总磷量增大, 处理出水的磷浓度明显降低。
生物除磷的反应过程如下：
1、厌氧区
发酵作用：在没有溶解氧和硝态氧存在的厌氧状态下，兼性细菌将溶解性BOD转化为VFAS（低分子发酵产物）；
生物贮磷菌（或称除磷菌）获得VFA：这些细菌吸收厌氧区产生的或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化成胞内碳能源存贮物（PHB/PHV），所需的能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，并导致磷酸盐的释放。
2、好氧区
磷的吸收：细菌以聚磷的形式存贮超出生长需求的磷量，通过PHB/PHV的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕积存贮，磷酸盐从液相去除；
全成新的贮磷菌细胞，产生富磷污泥，在某些条件下，贮磷菌合成和存贮细胞内糖。
3、除磷系统
剩余污泥排放：通过剩余污泥排放，将磷从系统中除去。
好氧吸收磷的前提条件是混合液必须经过磷的厌氧释放，在有效释放过程中，磷的厌氧释放可使微生物的好氧吸磷能力大大提高。好氧吸磷速度的不同是由厌氧放磷速度不同引起的。厌氧段放磷速度大，磷释放量大，合成的PHB就多，那么在好氧段时由于分解PHB而合成的聚酸盐速度就较大，所以表现出来的好氧吸磷速度也就大；磷吸收对磷释放也有影响，磷吸收完成得越彻底、聚磷量越大，相应厌氧状态下磷的有效释放也越有保证。
磷的有效释放与Sbs（溶解性可快速生物降解COD）直接相关，Sbs量大小对磷的去除有决定性的影响。A、B、C类分别表示低分子有机酸、中长链脂肪酸和其余类可生物降解的高分子酸类。城市污水的Sbs由SA、SB和SC的磷释放与SA相近，可算作SA。SA可近似地用污水中的低分子量有机酸表示，SB则由Sbs减支SA求得。
SB需酸化成SA才能诱发磷的释放，因此酸化过程是总过程的速率限制步骤，混合液中磷的厌氧释放速度可表达成：
DP/dt = KPKPAX+(KmSn/KSB+SB)K’PX
如果所选定的停留时间内都是有效释放的话，则好氧条件下的磷吸收能力为： Pn=KuΔP
式中 Pu——吸磷能力，mgP/L进水；
Ku——单位有效释磷产生的吸磷能力，mgP/mgP；
ΔP——厌氧释灰磷量mgP/L进水。
考虑到厌氧区中存在无效释放，因此ΔP取值应适当降低，此时乘安全系数Sfp=0.8~1.0。

生物除磷的影响因素 1)温度 对于良好的生物除磷工艺，无论水温高低，都能成功运行。温度对除磷的影响有如下一些不同的观点，① Shapiro(1967)所做的活性污泥样品静态试验结果表明:水温从10℃升到30℃时磷的比释放速率提高了4倍，这一结果意味着低温运行时厌氧区的停留时间要更长一些，以保证发酵作用的完成和基质的吸收。②朱还兰等在四个不同温度下对SBR生物除磷工艺的试验结果表明:温度对污泥的厌氧释磷有较大的影响，0℃时磷的释放量很小，温度为17℃、27℃、37℃时，前三小时的平均放磷速率分别为0.87、 1.23、 2.6mg/(1•h)。温度每升高10℃，放磷速率增加近一倍。③顾夏声认为:在一定范围内除磷速率一般随温度的增加而下降，并解释其原因为除磷菌是嗜冷性细菌。 2)pH值 生物除磷的适宜pH值大致范围是6.5-8.0。徐乐中认为:生物除磷要求厌氧区存在有机酸，所以pH值宜小于等于7.0。根据pH值对一株不动杆菌最大比生长率的影响的研究表明: pH值为8.5时最大比生长率42%，pH值为7.0时为85%，pH值低于6.0时微生物不再生长。 3)用于除磷的有效有机物 有效有机物对生物除磷工艺的影响主要取决于有机物的类型以及有机物与磷的浓度比(BOD5/TP或CODCr/TP)。 ①有机物的类型: 生物除磷的效率在很大程度上取决于基质的类型，这是因为生物除磷过程中起重要作用的不动杆菌属(Acinetobacter)在好氧期超量摄磷和厌氧期有效释磷的前提是污水能够提供各种不同的易于生物降解的有机物(如短链有机酸、醇等)。 ②BOD5/T Pastall和Sheward证实:只有当CODCr/TP > 64时，才能取得较好的除磷效果。另有资料表明:当进水BOD5/TP≤20时，出水TP可达到1 mg/l，进水BOD5/TP <20的生物除磷系统出水TP难以达到1-2mg/l。 4)溶解氧 控制生物除磷工艺中厌氧段(即释磷区)的厌氧条件极为重要，它直接影响聚磷菌在此段的释磷能力、合成PHB的能力以及好氧段的超量摄磷能力。据资料报道，厌氧段的溶解氧应控制在0.2mg/1以下，好氧段的溶解氧应控制在1.5-2.5mg/l。 5)污泥龄(SRT) SRT对除磷效果的影响主要表现为: ①脱氮污泥龄与除磷污泥龄的协调根据生物除磷理论，要获得好的除磷效果通常需要控制较短的污泥龄，而较短的污泥龄不利于硝化反应的顺利进行。 ②污泥龄对聚磷菌活性的影响，通常认为:污泥龄较长时，聚磷菌吸磷和放磷的能力下降且污泥的含磷率也会下降，除磷效果也会相应降低；污泥龄较短时，聚磷菌活性较高，除磷效果较好。但目前有一种观点认为：长污泥龄系统(SRT＞50d)仍然能获得很好的除磷效果。

1、溶解氧：首先必须在厌氧区控制严格的厌氧环境。
2、硝酸盐含量：硝态氮的存在也会消耗有机基质而抑制聚磷菌对磷的释放，进而影响好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。
3、温度：一般来说，在5~30℃范围内，都可以收到较好的除磷效果。
4、PH值：PH值在6~8时，磷的释放比较稳定。
5、BOD5负荷和有机物性质：一般认为，进水BOD5/TP大于15，才可以获得理想的除磷效果。
6、泥龄：一般以除磷为目的的生物处理。