污水生物除磷课件.ppt

污水生物除磷污水生物除磷v一、城市污水中磷的主要来源v二、污水生物除磷技术的发展v三、生物除磷基本原理v四、生物除磷的主要影响因素一、城市污水中磷的主要来源一、城市污水中磷的主要来源v城市污水中所存在的含磷物质基本上都是不同形式的磷酸盐（简称磷或总磷，一般用P或TP表示）v分类：一、城市污水中磷的主要来源一、城市污水中磷的主要来源 城市污水中所含的磷主要来源于：人类活动的排泄物及废弃物、工商企业、合成洗涤剂和家用洗涤剂。二、污水生物除磷技术的发展二、污水生物除磷技术的发展v污水生物除磷技术经理了5个发展阶段：1、对具有明显除磷能力的污泥和生产性污水处理厂进行了观测和试验研究，证明了除磷作用的生物学本质和生物有道化学沉淀的辅助作用。2、认识到好氧区之前设置厌氧接触区，污泥进行厌氧-好氧交替循环的必要性，从而开发了多种生物除磷工艺流程，并开始工程化应用。二、污水生物除磷技术的发展3、在试验研究和工程实践中认识到避免缺氧和好氧性电子受体（硝态氮或溶解氧）进入厌氧区的必要性，开发了优化生物除磷性能的工艺技术和运行技术；4、认识到简单低分子量（可快速生物降解）基质的作用及存在的必要性，引入了生物化学和生物力能学理论，使污水生物除磷技术进入了定量化模拟和优化阶段；二、污水生物除磷技术的发展5、人工强化除磷系统的快速生物降解基质（低分子有机物）供给，建立了污水生物除磷的数学模型，污水生物除磷技术在世界范围内得到了广泛的重视和应用。三、生物除磷基本原理三、生物除磷基本原理 自从第一次报道在一些活性污泥法处理厂中去除了超出正常生物代谢所需的磷之后，人们对除磷机制就一直存在两种看法。一种认为，虽然存在生物转化，但主要是无机物沉淀的结果；另一种则认为，是生物体通过对磷酸盐的新陈代谢和富集作用而引起的。三、生物除磷基本原理三、生物除磷基本原理 后来的许多研究表明，在设计合理的废水生物除磷工艺中，虽然也存在由于生物作用引起的化学变化而导致的无机磷沉淀，但废水中磷的生物去除仍然是生物机制在发挥主要作用。三、生物除磷基本原理三、生物除磷基本原理 起除磷作用的细菌可分为两类：（1）聚磷菌聚磷菌（PAOs，Poly-phosphate Accumulating Organisms）（2）反硝化除磷菌反硝化除磷菌（DPB，Denitrifying Phosphorus Removing Bacteria）。PAOs原理v一般活性污泥的组成元素主要为C、H、O、N、P，它们之间的关系一般为C：N：P=46：8：1v通常，活性污泥细胞中正常磷含量约为细胞干重的1.52.0%，但有一类细菌，当处于厌氧-好氧交替运行条件下时，能够以高出普通活性污泥37倍的水平摄取磷v这种在厌氧-好氧胶体运行条件下，具有过量摄取超出正常细胞生理水平的磷的细菌，通常被称作聚磷聚磷菌菌（PAOs）PAOs原理 这类细菌具有这样一种特性：当它们处于厌氧条件时（氧化还原电位ORP在-200300mV之间），可将细胞内有机磷转化为无机磷并加以释放，产生的能量用于摄取废水中的溶解性有机基质以合成聚羟基丁酸盐（PHB）颗粒贮藏在体内；当它们转入好氧环境中，则将PHB降解以提供能量，使其从废水中过量摄取磷，并以聚磷酸盐形式贮存体内，完成磷的过量吸收。DPB原理 由于反硝化菌和聚磷菌对有机底物的竞争，因而在脱氮除磷的污水厂中强化的生物除磷过程往往会降低该厂的反硝化能力。大多数改进的活性污泥脱氮除磷污水厂都将厌氧段设于缺氧段之前，因而有机物在厌氧条件下被PAO吸收而不能在缺氧条件下为反硝化菌利用。然而，这种情况只有当PAOs与反硝化菌完全不同时才会发生。若PAOs（或部分PAOs）在缺氧条件下能发生反硝化作用，则它们对有机底物竞争的程度将大大降低。DPB原理 近年来人们热衷于研究另一类细菌，即“兼性厌氧反硝化除磷细菌”（DPB）的反硝化除磷行为。若能在实际工程中培养出以DPB占优势的混合菌种，则可期望反硝化与过量吸磷在同一构筑物中实现。研究表明在不动杆菌属（Acinetobacter）中有一部分种可利用NO3-N为电子受体来过量吸收磷。这些细菌被证实具有同PAOs极为相似的除磷原理，只是它们氧化细胞内贮存的PHA时的电子受体不同而已（PAOs为O2，DPB为NO3-）。四、生物除磷的主要影响因素四、生物除磷的主要影响因素v1、温度v2、pH值v3、进水营养比v4、硝酸盐v5、溶解氧v6、污泥龄1、温度、温度v温度是生物除磷过程中的一个复杂影响因素，由于温度影响着活性污泥工艺的各个层面，因此温度的变化对除磷过程的影响还未被很清楚的认识，研究表明，温度的变化有时会促进生物除磷过程和提高生物处理效率，有时则相反。一般情况下，聚磷菌吸磷和释磷速率均随温度的升高而增大。v一般情况下，在1520，好氧吸磷速度达到最大。2、pH值值v生物除磷过程受pH值的影响也比较明显，特别是在厌氧释磷阶段。在活性污泥工艺中相对高的pH值（7.5）能够以两种方式促进磷去除率的提高：通过增加聚磷酸盐的吸收和促进化学沉淀反应。3、进水营养比、进水营养比v进水中能否有足够的有机基质是关系到聚磷菌能否在厌氧压抑条件下顺利生存的重要因素。在无硝酸盐回流到厌氧区的生物除磷处理中，BOD/P比值至少为1520。4、硝酸盐、硝酸盐v硝酸盐通过进水和回流液进入厌氧区会对生物除磷产生不利影响，在厌氧区，硝酸盐会被消耗，同时消耗COD，因此，易生物降解COD的量就会产生不足，从而使除磷量降低。硝酸盐进入厌氧段会产生不利影响。v 因此，厌氧区的硝态氮的浓度需要得到严格的控制。5、溶解氧、溶解氧v在厌氧阶段，厌氧条件对于聚磷菌的生长非常重要，它直接影响到聚磷菌（PAO）和反硝化除磷菌（DPB）的释磷能力及保证合成PHB所需的VFA或SCFA的数量，通常，厌氧段中的DO应严格控制在0.2mg/L以下。5、溶解氧、溶解氧v而在好氧阶段，为最大限度发挥聚磷菌的摄磷作用，必须在好氧段供给足够的溶解氧，以满足聚磷菌对其贮存的PHB进行降解时对DO作为最终电子受体的需求量，最大限度地转化PHB并产生出足够的ATP，供其过量摄磷之需。一般，好氧段DO应控制在2.0mg/L左右。6、污泥龄、污泥龄v处理系统中污泥龄的长短直接影响污泥的活性及剩余污泥排放量。系统的泥龄过长，则使污泥活性降低，污泥的含磷量下降，去除单位重量的磷需消耗的BOD也多，此外，由于泥龄长，污泥趋于老化，可通过自身氧化而使体内的磷释放于水中，同时剩余污泥量减少也导致了除磷效果降低。6、污泥龄、污泥龄v 一般来说，泥龄短的活性污泥具有较高的活性，其体内的含磷水平也较高，而缩短泥龄既可以提高同化脱氮的效率，又能在去除等量磷的前提下，保持剩余污泥中较低的含磷量。SRT一般控制为3.57.0d。谢谢