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污水處理知識之全面解析聚磷菌的除磷原理及影響因素

點擊次數(shù):3014 更新時間:2019-04-08

污水處理知識之全面解析聚磷菌的除磷原理及影響因素

污水處理工藝中,生物強化除磷中的聚磷菌利用比較普遍,目前也是生物除磷的主要研究方向,本文詳細介紹聚磷菌的除磷原理及影響因素!

一、除磷原理

聚磷菌也叫做攝磷菌、除磷菌,是傳統(tǒng)活性污泥工藝中一類特殊的細菌,在好氧狀態(tài)下能超量地將污水中的磷吸入體內(nèi),使體內(nèi)的含磷量超過一般細菌體內(nèi)的含磷量的數(shù)倍,這類細菌被廣泛地用于生物除磷。

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除磷脫氮

在厭氧條件下,除磷菌能分解體內(nèi)的聚磷酸鹽而產(chǎn)生ATP,并利用ATP將廢水中的有機物攝入細胞內(nèi),以聚b-羥基丁酸等有機顆粒的形式貯存于細胞內(nèi),同時還將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸排出體外。而好氧條件下,除磷菌利用廢水中的BOD5或體內(nèi)貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷,一部分磷被用來合成ATP,另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細胞體內(nèi)。

二、影響因素

生物除磷的影響因素包括:溫度、pH值、厭氧池DO、厭氧池硝態(tài)氮、泥齡、RBCOD含量、糖原。

(1)溫度

溫度對除磷效果的影響不如對生物脫氮過程的影響那么明顯,在一定溫度范圍內(nèi),溫度變化不是十分大時,生物除磷都能成功運行。試驗表明,生物除磷的溫度宜大于10℃,因為聚磷菌在低溫時生長速度會減慢。

(2)PH值

在pH在6.5一8.0時,聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持穩(wěn)定,當pH值低于6.5時,吸磷率急劇下降。當pH值突然降低,無論在好氧區(qū)還是厭氧區(qū)磷的濃度都急劇上升,pH降低的幅度越大釋放量越大,這說明pH降低引起的磷釋放不是聚磷菌本身對pH變化的生理生化反應,而是一種純化學的“酸溶”效應,而且pH下降引起的厭氧釋放量越大,則好氧吸磷能力越低,這說明pH下降引起的釋放是破壞性的,無效的。pH升高時則出現(xiàn)磷的輕微吸收。

(3)溶解氧

每毫克分子氧可消耗易生物降解的COD3mg,致使聚磷生物的生長受到抑制,難以達到預計的除磷效果。厭氧區(qū)要保持較低的溶解氧值以更利于厭氧菌的發(fā)酵產(chǎn)酸,進而使聚磷菌更好的釋磷,另外,較少的溶解氧更有利予減少易降解有機質(zhì)的消耗,進而使聚磷菌合成更多的PHB。

而在好氧區(qū)需要較多的溶解氧,以更利于聚磷菌分解儲存的PHB類物質(zhì)獲得能量來吸收污水中的溶解性磷酸鹽合成細胞聚磷。厭氧區(qū)的DO控制在0.3mg/l以下,好氧區(qū)DO控制在2mg/l以上,方可確保厭氧釋磷好氧吸磷的順利進行。

(4)厭氧池硝態(tài)氮

厭氧區(qū)硝態(tài)氮存在消耗有機基質(zhì)而抑制PAO對磷的釋放,從而影響在好氧條件下聚磷菌對磷的吸收。另一方面,硝態(tài)氮的存在會被氣單胞菌屬利用作為電子受體進行反硝化,從而影響其以發(fā)酵中間產(chǎn)物作為電子受體進行發(fā)酵產(chǎn)酸,從而抑制PAO的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。每毫克硝酸鹽氮可消耗易生物降解的COD8.5mg,致使厭氧釋磷受到抑制,一般控制在1.5mg/l以下。

(5)泥齡

污泥齡越小,除磷效果越佳。這是因為降低污泥齡,可增加剩余污泥的排放量及系統(tǒng)中的除磷量,從而削減二沉池出水中磷的含量。但對于同時除磷脫氮的生物處理工藝而言,為了滿足硝化和反硝化細菌的生長要求,污泥齡往往控制得較大,這是除磷效果難以令人滿意的原因。

(6)RBCOD(易降解COD)

研究表明,當以乙酸、丙酸和甲酸等易降解碳源作為釋磷基質(zhì)時,磷的釋放速率較大,其釋放速率與基質(zhì)的濃度無關(guān),僅與活性污泥的濃度和微生物的組成有關(guān),該類基質(zhì)導致的磷的釋放可用零級反應方程式表示。而其他類有機物要被聚磷菌利用,必須轉(zhuǎn)化成此類小分子的易降解碳源,聚磷菌才能利用其代謝。

(7)糖原

除磷脫氮

糖原是由多個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。如上圖所示聚磷菌中糖原在好氧環(huán)境下形成,儲存能量在厭氧環(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,除磷效果會很差,因為過量曝氣會在好氧環(huán)境下消耗一部分聚磷菌體內(nèi)的糖原,導致厭氧時形成PHAs的原料NADH的不足。

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