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一、磷元素的核心作用
微生物生長與代謝
- 磷是微生物細(xì)胞(如細(xì)菌、真菌)合成核酸、ATP、細(xì)胞膜磷脂的必需元素，占細(xì)胞干重的1%-2%。
- 參與能量代謝(如ATP的生成與分解)和酶活性調(diào)控。
活性污泥性能維持
- 適量磷可增強(qiáng)微生物代謝活性，促進(jìn)有機(jī)物降解效率。
- 影響胞外聚合物(EPS)分泌，改善污泥絮凝和沉降性能。
二、總磷的微生物去除機(jī)制
1. 生物除磷(以聚磷菌為主)
- 厭氧階段：
聚磷菌在厭氧(無DO、無硝酸鹽)條件下分解細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽，釋放磷酸鹽至水中，并通過發(fā)酵碳源(如VFA)合成PHA(聚羥基脂肪酸酯)儲存能量。
- 好氧階段：
聚磷菌利用PHA分解產(chǎn)生的能量，過量吸收水中的磷酸鹽，合成聚磷酸鹽顆粒儲存于細(xì)胞內(nèi)。
- 排泥去除：
通過剩余污泥排放，將富集磷的聚磷菌排出系統(tǒng)，實現(xiàn)總磷去除。
2. 化學(xué)除磷(輔助手段)
- 原理：投加鋁鹽(如硫酸鋁)、鐵鹽(如氯化鐵)或石灰，與磷酸鹽反應(yīng)生成難溶性沉淀物(如AlPO?、FePO?、Ca??(PO?)?(OH)?)。
- 條件：
- pH控制：鋁鹽需pH 5-7，鐵鹽需pH 6-8，石灰需pH>9。
- 混合強(qiáng)度：快速混合促進(jìn)絮凝，慢速混合利于沉淀。
三、生物除磷的關(guān)鍵條件
碳源充足
- 厭氧段需提供足夠的易降解有機(jī)物(如BOD?)，以支持聚磷菌合成PHA。
- 建議BOD?/TP ≥ 20-30。
溶解氧(DO)控制
- 厭氧段DO<0.2 mg/L，防止聚磷菌提前釋磷；好氧段DO≥2 mg/L，確保磷的過量吸收。
污泥齡(SRT)
- 較短的SRT(5-15天)可促進(jìn)聚磷菌增殖，減少污泥中磷的釋放。
溫度與pH
- 最適溫度20-30℃，pH 6.5-8.0。低溫(<10℃)會降低聚磷菌活性。
硝酸鹽控制
- 厭氧段需避免硝酸鹽殘留(NO??<1 mg/L)，否則反硝化菌會優(yōu)先利用碳源，抑制聚磷菌釋磷。
四、污水廠出水磷超標(biāo)原因及解決辦法
1. 常見原因
- 生物除磷不足：
- 碳源不足、DO或硝酸鹽控制不當(dāng)、污泥齡過長。
- 化學(xué)除磷失效：
- 藥劑投加量不足、pH不匹配、混合效果差。
- 工藝設(shè)計缺陷：
- 厭氧區(qū)容積不足、排泥不及時、污泥膨脹導(dǎo)致磷釋放。
2. 解決措施
- 優(yōu)化生物除磷：
補(bǔ)充碳源(如甲醇、乙酸鈉)，提高BOD?/TP比值。
調(diào)整曝氣量，確保厭氧段嚴(yán)格厭氧、好氧段DO充足。
縮短污泥齡，增加排泥量。
控制進(jìn)水硝酸鹽，必要時增設(shè)缺氧區(qū)反硝化。
- 強(qiáng)化化學(xué)除磷：
增加藥劑投加量(如鐵鹽/鋁鹽)，調(diào)整pH至最佳范圍。
優(yōu)化混合與絮凝條件，提高沉淀效率。
- 工藝升級：
改造成A²/O、UCT等強(qiáng)化生物除磷工藝。
增加深度處理單元(如濾池、膜過濾)或化學(xué)沉淀池。
- 運(yùn)行管理優(yōu)化：
定期監(jiān)測污泥濃度(MLSS)、污泥沉降比(SV30)，及時排除老化污泥。
檢查二沉池運(yùn)行狀態(tài)，防止污泥滯留導(dǎo)致磷釋放。
總結(jié)
磷的去除需通過生物與化學(xué)協(xié)同作用，關(guān)鍵在于控制厭氧/好氧環(huán)境、碳源分配及污泥齡。若出水磷超標(biāo)，需優(yōu)先排查生物除磷條件，輔以化學(xué)強(qiáng)化，并通過工藝調(diào)整和精細(xì)管理實現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
原標(biāo)題：【干貨】污水廠總磷的去除及控制方法
