強強化吸附生物除磷工化吸附生物除磷工藝藝的探的探討討專業(yè)給排水工程目錄1課題概述32課題研究的意義33文獻綜述54強化吸附法進行生物除磷實驗205實驗結論241課題概述生物除磷是近二十年來發(fā)展很快的一種工藝，它對水體富營養(yǎng)化的防治有很大的意義。我國最新頒布的污水排放標準“GB9781996”規(guī)定排入、類水體的磷酸鹽含磷量分別不得超過05和10MG/L。強化吸附作用原理即在傳統(tǒng)的生物除磷工藝A/O工藝流程厭氧池的前面加一個小的厭氧池，此小的厭氧池的停留時間比比原厭氧池短的多（小于30MIN），稱之為吸附池。此工藝是根據(jù)微生物的生理特性和厭氧好氧除磷的原理而設計的。其作用原理即在處理流程首斷增加一個生物選擇器，以改善污泥性能，促使微生物對有機物的吸收。曾有學者將強化吸附用于生物脫氮工藝，取得良好效果。從理論上分析，它對于生物除磷效果也應有促進作用。2課題研究的意義一、富磷給水體所造成的危害用好氧活性污泥處理法處理廢水，主要是去除廢水中含碳的有機污染物（BOD），在好氧處理過程中，活性污泥微生物有增長。由于氮、磷等營養(yǎng)元素是構成微生物細胞的主要組分之一（氮通常占污泥干重的125，磷占干重的1520），因此通過同化合成微生物細胞，并以剩余污泥形式排放可以去除廢水中的一部分氮、磷營養(yǎng)物。但是，出水中磷含量常常會超過0510MG/L的排放標準，成為藻類生長的營養(yǎng)來源，可因此造成水體的富營養(yǎng)化，導致溶解氧降低，出現(xiàn)厭氧消化，變黑發(fā)臭，對水產養(yǎng)殖、飲用水質量等造成嚴重危害。二、生物除磷的意義由于水體中生長著固氮微生物、固氮藍藻，它們能固定大氣中的分子氮，供藻類生長所需。磷濃度的高低將成為控制湖泊中藻類生長豐度最重要的因子。據(jù)計算，水體中如含磷水平低于05MG/L以PO43計，就能控制藻類的過盛生長，如低于005MG/LPO43,則藻類幾乎停止生長。因此目前世界各國對控制水體中的磷含量都十分重視。長期以來，各國大多采用化學法除磷。化學法除磷簡便易行，適合于水量小、水質成分波動大的含磷廢水處理。然而，化學法除磷沉淀后污泥量大、并難以處置；所有物化法除磷成本均很昂貴，對處理量大的污水廠往往難以承受。在六十年代，環(huán)境工程學家發(fā)現(xiàn)好氧活性污泥處理廠在某些運行條件下污泥中磷含量特別高。因此通過排放剩余污泥而去除的磷量也大大增加，此現(xiàn)象后來被眾多學者研究和開發(fā)成各種各樣的生物除磷工藝。據(jù)GILBERT等人1965介紹，生物除磷法有許多突出的優(yōu)點、1除磷效果高、2可減少化學污泥量、3可減少活性污泥的膨脹現(xiàn)象、改進污泥沉降性能、污泥易脫水、肥效高、4動力消耗低，日常運行費用省、5操作方便、6適合于現(xiàn)有污水處理廠的改建。三、進行生物除磷是新城市污水處理廠面臨的實際問題最新頒布的城市污水處理廠排放標準GB9781996對1998年1月1日之后建成的污水處理廠排放水質提出了新的更高的國家標準。它規(guī)定排入I、II類水體和IV、V類水體中的氨氮含量不應高于15和20毫克/升，磷酸鹽磷含量分別不高于05和10毫克/升。其中磷的含量達到了發(fā)達國家的排放標準。傳統(tǒng)的活性污泥法不能達到上述排放標準。而用化學法除磷不但投資大，運行費用也相應增加，并且會產生大量化學污泥。但目前對生物除磷可靠性沒有把握。因此需要研究有效的、投資節(jié)省的生物除磷方法，使之能盡快得到實際應用。四、強化吸附法生物除磷理論設想介于傳統(tǒng)的生物除磷工藝的除磷效率還有待提高，而強化吸附法生物除磷工藝是在傳統(tǒng)的生物除磷工藝流程厭氧池的前面加一個小的厭氧池，此小的厭氧池的停留時間比比原厭氧池短的多（小于30MIN），稱之為吸附池。在這樣一個小環(huán)境中，集磷菌可以利用充分的營養(yǎng)使之以PHB的形式儲存在菌體內，并使產酸、發(fā)酵過程得以繼續(xù)進行，到下一個厭氧池得以更進一步的放磷，從而為以后的好氧吸磷創(chuàng)造了充分的條件。此工藝是根據(jù)微生物的生理特性和厭氧好氧除磷的原理而設計的。其作用原理即在處理流程首斷增加一個生物選擇器，以改善污泥性能，促使微生物對有機物的吸收。曾有學者將強化吸附用于生物脫氮工藝，取得良好效果。從理論上分析，它對于生物除磷效果也應有促進作用。推斷其除磷效果較其它常見生物除磷工藝要好，近而作了實驗研究。3文獻綜述一、生物除磷機制假說的發(fā)展早在1955年，GREENBERG等報導了活性污泥可吸收超過微生物正常生長所需的磷量。SRINATH1959和ALARCON1961首先報導了污水處理廠污泥生物除磷的現(xiàn)象，但他們均未解釋其原因。對活性污泥過量除磷的系列研究始于六十年代中期，SHAPIRO等對此進行了大量研究，他們肯定了曝氣對污泥吸磷的作用，在不曝氣時，可發(fā)現(xiàn)磷釋入溶液。當PH低時也有磷釋放現(xiàn)象發(fā)生。比較有代表性的解釋污泥能過量積累并去除磷的假說有兩個，一是生物誘導的化學沉淀作用；二是生物積磷作用。1、生物誘導的化學沉淀作用這一假說的核心是由于污泥微生物的代謝作用，導致微環(huán)境發(fā)生變化，結果使廢水中的溶解性磷酸鹽化學性地沉積于污泥上，并隨剩余污泥的排放一起去除。（1）MENAR和JENKINS的假說1969年MENAR提出，污泥的過量積磷是由于磷酸鈣的沉淀和重新溶解的結果。廢水中的磷被化學性地沉淀并結合在活性污泥中，隨剩余污泥而去除。他們的論點是在推流式曝氣池的進水端，回流污泥與進水混合，由于廢水中有機基質含量豐富，因此污泥活性強、代謝和好氧速率高、CO2產量高。結果污水的DO降低，PH也下降，使污泥中可能存在的磷酸鈣沉淀部分溶解，加上污泥對廢水中有機磷和脂肪酸鈣鹽的降解，使溶解性磷酸鹽濃度升高。隨著污泥混合液在曝氣池中向前推進，可利用的有機基質減少，污泥的呼吸速率和CO2產率減少。若供氧速率不變，溶解氧將會增加。CO2產率的減少和曝氣對CO2的吹脫，使PH上升，導致出現(xiàn)磷酸鈣沉淀。（2）借助PH微環(huán)境變化的化學沉淀作用除了在大環(huán)境PH改變的影響下發(fā)生磷酸鈣沉淀假說外，有人提出了與之相似的假說，即在污泥絮體內部PH微環(huán)境變化所導致的化學沉淀。2、生物積磷作用生物積磷假說認為污泥中某些微生物在某些環(huán)境條件下，有過量積聚磷酸鹽的作用，并通過剩余污泥的排放從系統(tǒng)中除磷。當細菌細胞生活在營養(yǎng)豐富的環(huán)境里開始大量繁殖即將進入對數(shù)生長期時，因細菌為大量分裂作準備，細胞能從外界大量吸收可溶性磷酸鹽，在體內合成多聚磷酸鹽并積累起來，供對數(shù)生長期合成磷酸耗磷之需。另外，當細菌經(jīng)過對數(shù)生長期時，環(huán)境中的一些營養(yǎng)物質，如碳源、氮源或硫源等已消耗殆盡，成為其生長繁殖的限制因子。這時大部分細胞已停止繁殖，核酸的合成也已停止，對磷的需要量已經(jīng)很低，若環(huán)境中的磷源仍然有余，細胞又有一定的能量，便能從外界吸收磷素，以多聚磷酸鹽的形式積貯于細胞內。許多學者對細菌體內積磷的機理和去除環(huán)境中磷的途徑進行了更深入的研究。其中許多人認為細菌的積磷是通過“過度積累”和“貪婪吸收”兩種不同的機制進行的。（1）過度積累所謂過度積累是指微生物暫時處于缺磷條件之后，若再進入含有大量磷素和其他合適營養(yǎng)的環(huán)境，這時細菌就能大量的吸磷。（2）貪婪吸收所謂貪婪吸收是指細菌處在必要的營養(yǎng)元素受限制，但磷不受限制的條件下，若這時細菌有足夠的能量可供利用，它們即可將磷吸收并主動轉移至細胞內貯藏起來。這個條件相當于處在內源呼吸期或靜止生長期，只能在細菌大量生長后營養(yǎng)已接近用盡的情況下發(fā)生。在污水處理廠中相當于曝氣池末端的活性污泥所處的條件。這種狀況下的細菌，當進入?yún)捬鯄阂謼l件時，體內積累的聚磷酸鹽可大量釋放出來。二、生物除磷的原理貪婪吸收和過度積累現(xiàn)象只是部分的解釋了生物過量除磷的機理，還留下一些問題沒有解決。例如厭氧壓抑對貪婪吸收磷酸鹽似乎沒起什么作用。1、對生物除磷細菌的研究在七十年代初，ARIZONA大學的一個研究組發(fā)現(xiàn)假單胞菌黃單胞菌群去磷的能力高，而埃希氏菌氣單胞菌群去磷能力低。在污水基質中添加葡萄糖可誘導提高后一類菌的吸磷數(shù)量。這是第一次探索污泥中的積磷細菌。后來人們發(fā)現(xiàn)不動桿菌莫拉氏菌群具有吸放磷和過量積貯磷的能力。到目前為止已發(fā)現(xiàn)了許多在活性污泥中能過量積累聚磷酸鹽的微生物。2、積磷細菌在除磷污泥中的發(fā)展經(jīng)過進一步的研究，人們總結了厭氧/好氧系統(tǒng)中有機基質的利用情況和生物除磷的機理。廢水中的有機物進入?yún)捬鯀^(qū)后，在發(fā)酵性產酸菌的作用下轉化成乙酸。積磷菌在厭氧的不利環(huán)境條件下（壓抑條件），可將貯積在菌體內的聚磷酸鹽分解。在此過程中釋放出的能量可供積磷菌在厭氧壓抑環(huán)境下存活之用；另一部分能量可供積磷菌主動吸收乙酸、H、和E，使之以聚合羥基丁酸（以PHB表示）形式貯藏在菌體內，并使產酸發(fā)酵過程得以繼續(xù)進行。聚磷分解后的無機磷鹽釋放出積磷菌體外，此即觀察到的積磷細菌厭氧放磷現(xiàn)象。進入好氧區(qū)后，積磷菌即可將積貯的PHB好氧分解，釋放出的大量能量可供積磷菌的生長、繁殖。當環(huán)境中有溶磷存在時，一部分能量可供積磷菌主動吸收磷酸鹽，并以聚磷的形式貯積在體內，此即為積磷菌的好氧吸磷現(xiàn)象。這時，污泥中非積磷的好氧性積磷細菌雖也能利用廢水中殘存的有機物進行氧化分解，釋放出的能量可供它生長繁殖；但由于廢水中的大部分有機物已被積磷菌吸收、貯藏和利用，所以在競爭中得不到優(yōu)勢。可見厭氧、好氧交替的系統(tǒng)仿佛是積磷細菌的“選擇器”，使它能夠一支獨秀。三、生物除磷動力學1、不同種類碳源對污泥厭氧放磷的影響許多研究者都觀察到磷的釋放與厭氧區(qū)內溶解性可快速生物降解有機基質SBS密切相關。MALNON等（1984）、HASCOET等（1985）進一步提出磷的釋放基本上取決于進水中碳源的性質，而不是厭氧狀態(tài)本身。GERBER等（1987）除了同意這一觀點外，還進一步將誘導放磷的有機基質劃分為三類，它們都屬于SBS類基質A類乙酸、甲酸和丙酸等低分子有機酸；B類乙醇、甲醇、檸檬酸和葡萄糖等；C類丁酸、乳酸和琥珀酸等。鄭興燦等（1992）對此作了詳細研究，他們認為A類基質（SA）存在時放磷速率較大，污泥初始線性放磷系由A類物質誘導所致，放磷速率與SA濃度無關，僅與活性污泥的濃度和微生物組成有關，可以認為SA類基質誘導的厭氧放磷呈零級動力學反應。B類基質（SB）必須在厭氧狀態(tài)下轉化成A類物質后才能被積磷菌利用，從而誘發(fā)磷的釋放。因此，SB誘導的放磷速率主要取決于SB類基質轉化成SA類基質的速率。SB誘導的厭氧放磷曲線可近似地用MONOD型方程式表示之。C類基質（SC）能否引起放磷則與污泥微生物組成有關。在用該基質馴化后，其誘發(fā)的厭氧放磷速率與SA接近。（2）硝酸鹽對磷釋放的影響鄭興燦等（1992）測試了不同濃度的硝酸鹽對A類基質、B類基質和城市污水厭氧放磷的影響。他們發(fā)現(xiàn)硝酸鹽的存在不影響SA誘導的放磷速率，僅影響釋放總量。硝酸鹽可明顯抑制SB誘導的磷釋放。硝酸鹽存在時，污水基質樣品中出現(xiàn)明顯的磷的凈吸收，當硝酸鹽耗完后又轉變?yōu)榱椎膮捬鮾翎尫?。?jù)此，他們認為在各類基質中反硝化細菌優(yōu)先利用SA，反硝化細菌在與積磷菌競爭SA時占優(yōu)勢，對SB亦如此。除磷污泥中存在著兼具脫氮除磷以及不能反硝化脫氮的兩類積磷菌。在缺氧條件下（存有硝酸鹽），前者可吸磷，后者可放磷。結果，缺氧狀態(tài)下的效應（凈釋放或凈吸收）取決于這兩類積磷菌在污泥中所占的比例、基質的性質和濃度。存在SA時，反硝化細菌對SA的競爭可使放磷總量下降，由于SA可直接誘發(fā)磷的釋放，且釋放速率與SA的濃度無關，因此硝酸鹽的存在對放磷速率沒有影響。對SB來說，由于SB必須轉化成SA，因此在缺氧條件下由于反硝化細菌對SA和SB的競爭，造成SA濃度很低，結果使放磷總量明顯下降，放磷速率也明顯下降。同時兼具脫氮除磷的積磷菌可通過反硝化中產生的能量吸磷，有時會出現(xiàn)磷的凈吸收。（3）PH對厭氧放磷的影響徐亞同等人采用批式試驗，考察了不同PH時的厭氧放磷現(xiàn)象，結果表明，PH值為7002和8102時，污泥中的磷以較大速率釋放。當PH降至5202時，污泥中的磷大量且快速地釋放，其釋放速率超過PH7002和8102時的放磷速率。在PH9501時，先出現(xiàn)磷的凈吸收，再出現(xiàn)磷的凈釋放，磷的釋放明顯受到抑制。PH降至52時出現(xiàn)的大量而快速磷的釋放是一種無效的釋放，是細胞在酸性條件下的自溶，是磷酸鈣、磷酸鎂等磷酸鹽在酸性條件下溶解的結果，這時磷的釋放并不導致隨后好氧區(qū)的磷的吸收。PH95的堿性條件下出現(xiàn)磷的凈吸收可能是由于生成了一些磷酸鈣、磷酸鎂沉淀，它們吸附到污泥絮體中而造成混合液中溶磷濃度的下降。（4）溫度對污泥厭氧放磷的影響溫度對厭氧放磷有較大的影響。隨著溫度的升高，放磷速率增加，當溫度為17、27和37時，前三小時的放磷速率分別為087、23和260MGP/LH。溫度每升高10、放磷速率幾乎增加一倍。SHAPIRO等指出，在批式試驗中，溫度從10上升到30使放磷速率增加了5倍。從試驗中還可看到，雖然溫度越低、放磷速率越低，但若放磷時間延長，可能會達到大體相同的最大放磷量。四、生物除磷系統(tǒng)的基本工藝流程生物除磷系統(tǒng)具有下列一些共同特點進水端都存在著厭氧區(qū)。由于污泥交替進入?yún)捬鯀^(qū)，使過量積累聚磷鹽的積磷細菌能超過其它微生物而優(yōu)勢生長，結果污泥的含磷量大大超過一般的好氧法處理系統(tǒng)的活性污泥的含磷量。在厭氧區(qū)中排除硝酸鹽的重要性。目前對生物除磷工藝所作的改進及在運行管理中所采取的措施均是力求減少由硝化作用所產生并通過污泥回流和混合液回流（內回流）而進入?yún)捬鯀^(qū)的硝酸鹽含量，從而防止在厭氧區(qū)內的反硝化作用對積磷細菌厭氧放磷產生競爭性抑制。厭氧區(qū)內的有機基質，尤其是溶解性可快速生物降解有機物存在的重要性。積磷細菌在厭氧放磷過程中釋放的能量，除了供它在厭氧壓抑條件下生存所需外，還可主動吸收環(huán)境中的溶解性可快速生物降解基質，將之以PHB形式貯藏起來。在隨后的好氧區(qū)，積磷細菌即可用分解PHB時所釋放的能量來過量吸磷。所以，所有的生物除磷系統(tǒng)的厭氧區(qū)均設在流程的進水端，以確保厭氧區(qū)中有足夠的有機基質可供積磷細菌利用。、主流生物除磷工藝1、對已建廠的改造南非的ALEXAND城市污水處理廠原先是出水達到硝化的好氧活性污泥廠，曝氣區(qū)設置若干個機械表面曝氣機，后來他們關閉曝氣區(qū)前端的6個曝氣機，使之成為厭氧區(qū)。結果出水PO43P從8MG/L降至28MG/L。由于曝氣機關閉，使能耗從18000KWH/D降至13000KWH/D。圖1ALEXANDA污水廠工藝流程（依PITMAN，1983）2、A/O工藝A/O工藝是使污水和污泥順次厭氧和好氧交替循環(huán)流動的方法。在進水端，進水與回流污泥混合進入一個推流式的厭氧接觸區(qū)。為了防止氧氣擴散入?yún)捬趸旌弦褐校稍趨捬鯀^(qū)上方加蓋。厭氧區(qū)內設有混合器，緩慢攪拌以避免污泥沉淀。有時厭氧區(qū)還被分隔成34個室。厭氧區(qū)后面是曝氣的好氧區(qū)，最后進入沉淀池使泥水分離。根據(jù)美國空氣產品公司報導的A/O工藝專利的特點是速率高，水力停留時間短，在典型設計的厭氧區(qū)停留時間為0510小時，系統(tǒng)的泥齡亦短，因此系統(tǒng)往往達不到硝化，回流污泥中也就不會攜帶NO3至厭氧區(qū)。圖2A/O工藝3、A2/O工藝圖3A2/O工藝為了能同時除磷脫氮，可在A/O工藝的基礎上增設一個缺氧區(qū)，并設置內回流使好氧區(qū)中的混合液回流至缺氧區(qū)以反硝化脫氮，這樣就構成了既除磷又脫氮的厭氧/缺氧/好氧系統(tǒng)，簡稱A2/O工藝。廢水首先進入?yún)捬鯀^(qū)，兼性厭氧的發(fā)酵細菌將廢水中的可生物降解大分子有機物轉化為揮發(fā)性脂肪酸這一類小分子發(fā)酵產物。積磷細菌可將菌體內積貯的聚磷鹽分解，所釋放的能量可供積磷細菌在厭氧的“壓抑”環(huán)境下維持生存，另一部分能量還可供積磷細菌主動吸收環(huán)境中的VFA一類小分子有機物，并以PHB形式在菌體內貯存起來。隨后廢水進入缺氧區(qū)，反硝化細菌就利用內回流而帶來的硝酸鹽，以及廢水中可生物降解有機物進行反硝化，達到同時去碳和脫氮的目的。厭氧區(qū)和缺氧區(qū)都設有攪拌混合器，以防止污泥沉積。接著廢水進入曝氣的好氧區(qū)，積磷細菌除了可吸收、利用廢水中的殘剩的可生物降解有機物外，主要是分解體內貯積的PHB，放出的能量可供本身生長繁殖，此外，還可主動吸收周圍環(huán)境中的溶磷，并以聚磷鹽的形式在體內貯積起來。這時排放的廢水中溶磷濃度已相當?shù)汀：醚鯀^(qū)中的有機物經(jīng)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)分別被積磷細菌和反硝化細菌利用后，濃度也相當?shù)?，這有利于自養(yǎng)的硝化細菌生長繁殖，并將NH4經(jīng)硝化作用轉化為NO3，非積磷的好氧性異養(yǎng)菌雖然也能存在，但它在厭氧區(qū)中受到嚴重的壓抑、在好氧區(qū)又得不到充足的營養(yǎng)，因此在與其他生理類群的微生物競爭中處于劣勢。排放的剩余污泥中，由于含有大量能過量積貯聚磷鹽的積磷細菌，污泥磷含量可達6以上，因此較一般的好氧活性污泥系統(tǒng)大大地提高了磷的去除效果。4、BARDENPHO工藝圖4四段BARDENPHO工藝1974年，BARNARD報導了在他所首創(chuàng)的硝化，反硝化脫氮BARDENPHO工藝中，有時發(fā)現(xiàn)有很好的除磷效果。BARDENPHO工藝以四個完全混合活性污泥反應池串聯(lián)而成。其中第1、3池不曝氣、設混合器緩慢攪拌以防止污泥沉淀。第2、4池好氧曝氣。第2池（好氧1）停留時間長，已達完全硝化。好氧1的混合液并不回流至第一池（缺氧1），而是進入第3池（缺氧2），混合液中的NO3被反硝化細菌通過內源反硝化而還原成氮氣。隨后進入第4池（好氧2）使DO足夠高以驅走氮氣泡，避免形成浮渣，同時避免污泥在沉淀池中厭氧放磷。BARNARD在實驗中首次發(fā)現(xiàn)水中NO3對去磷有抑制作用。5、PHOREDOX工藝圖5PHOREDOX工藝為了提高去磷效果，BARNARD在他的試驗中，將BARDENPHO工藝作了改進，在缺氧1前增設了一個厭氧發(fā)酵區(qū)。從二沉池回流來的污泥在厭氧區(qū)中與進水相混。好氧池中污泥混合液回流僅進入缺氧區(qū)。只要后面4段硝化、反硝化控制得當，氮去除率高，同時控制二沉池污泥至厭氧區(qū)的回流污泥比，那么通過回流污泥而帶至厭氧區(qū)的硝酸鹽將是很少的。厭氧區(qū)的厭氧生境比原BARDENPHO工藝中的缺氧區(qū)較易達到。在南非及歐洲將這種改進的BARDENPHO工藝稱為PHOREDOX工藝。在美國仍稱之為改良型BARDENPHO工藝或五階段BARDENPHO工藝。6、UCT工藝圖6UCT工藝在PHOREDOX的工藝流程中，二沉池的回流污泥仍然是回至最前端的厭氧區(qū)，由于其中或多或少的帶有NO3，因此對厭氧區(qū)總會帶來不利的影響。要通過操作來降低硝酸鹽濃度方面的余地較小。同時減少回流污泥量對污泥的沉降性能有較高的要求，對二沉池的操作也帶來一定的困難。MARAIS等經(jīng)過一系列的嘗試后推出了UCT工藝（UNIVERSITYOFCAPETOWNPROCESS）。在UCT工藝中，沉淀池的回流污泥和好氧區(qū)的污泥混合液分別回流至缺氧區(qū)，內中攜帶的NO3在缺氧區(qū)中經(jīng)反硝化而去除。為了保證厭氧區(qū)中的污泥濃度，增設了缺氧區(qū)至厭氧區(qū)的混合液回流。在廢水TKN/COD適當?shù)那闆r下，缺氧區(qū)中反硝化作用完全，可以使缺氧區(qū)出水中的NO3濃度保持接近于零，從而在厭氧區(qū)中能保持較為嚴格的厭氧生境，這樣可提高厭氧放磷以及整個系統(tǒng)的除磷效率。同PHOREDOX工藝相比，UCT工藝可最大限度的排除回流液中攜帶的硝酸鹽對除磷的不利影響。但因增加了缺氧區(qū)至厭氧區(qū)的混合液回流，運行費用略有增加。7、改良型的UCT工藝圖7改良型UCT工藝在UCT工藝中，從好氧區(qū)至缺氧區(qū)的內回流中所攜帶的NO3，多多少少總是有一些被缺氧區(qū)至厭氧區(qū)的回流液帶入?yún)捬鯀^(qū)，為了解決這一問題，有人對UCT工藝作了改進，稱之為改良型UCT工藝。在改良型UCT工藝中，缺氧區(qū)被分成兩個，缺氧1只接受二沉池的回流污泥，并有混合液回流至厭氧區(qū)。因此，對缺氧1，只要求減少回流污泥攜帶的NO3數(shù)量。缺氧2接受來自好氧區(qū)的混合液回流，其內進行反硝化。這種將缺氧1與缺氧2完全分隔的改良型UCT工藝可避免將過剩的NO3帶進厭氧區(qū)，從而提高了系統(tǒng)的去磷效果。8、VIP工藝圖8VIP工藝VIP工藝是以美國VERGINIAPOLYTECHNICINSTITUTEANDSTATEUNIVERSITY的RANDALL教授為首的科研組提出的一種生物除磷工藝。其流程類似于UCT工藝，但有二點明顯的不同厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)的每一部分至少有二個以上的池所構成，這樣可增加吸、放磷的速率；與UCT工藝相比，泥齡短，負荷高，運行速率較高，污泥中活性生物的比例增加，除磷速率較高，減少了反應池的體積，其設計泥齡為510天，而UCT工藝的泥齡通常為1325天。9、SBR工藝序批式活性污泥法（簡稱SBR工藝）是一種將初沉、反應和二次沉淀池放在同一反應器中進行，提供一種時間順序上的污水處理工藝。整個處理過程分為進水、反應、沉降、出水、休閑五個時期，具有構筑物簡單，投資省，操作靈活，管理方便等優(yōu)點，現(xiàn)已研制出自動監(jiān)測或起閉閥門，定時進水，排水的自動控制系統(tǒng)，操作時可按水質狀況調整各時段時間。、旁流生物除磷工藝PHOSTRIP法該工藝的關鍵是在常規(guī)的好氧活性污泥工藝中，增設了厭氧放磷池和化學沉淀池。該工藝的主流部分為常規(guī)的活性污泥法曝氣池，回流污泥的一部分（約為進水流量的1020）旁流入一個厭氧池，污泥在厭氧池中通常停留812小時，積磷細菌可吸收發(fā)酵產物而放磷，也因菌體自溶而放磷。脫磷后的污泥回流入曝氣池繼續(xù)吸磷，富含磷的厭氧池上清液進入化學沉淀池后以石灰處理，石灰劑量取決于廢水的堿度，使溶磷轉化為不溶性的磷酸鈣沉淀，然后從系統(tǒng)內棄去。由于PHOSTRIP工藝僅將處理流程中的一部分回流污泥通入旁路的厭氧放磷池，并以化學的方法除磷，所以列入旁流除磷工藝。污泥的吸磷仍然遵循生物過量吸磷的機理，因此是一種生物和化學法相結合的除磷方法。然而，同其他化學除磷工藝相比，由于只占總流量一小部分的廢水須加藥處理，故大大地減少了化學藥物的投加量。同其它主流生物除磷工藝相比，對進水TBOD和BOD/P的要求不嚴格，在進水BOD不高，只要操作合理，出水TP可低于1MG/L。圖9PHOSTRIP工藝五、生物除磷機理新進展最近，一些刊物報導了一種現(xiàn)象，就是在反硝化（或缺氧）條件下發(fā)生吸磷，并發(fā)現(xiàn)在活性污泥中有一種能反硝化且除磷的細菌（DPB），現(xiàn)表明，這種DPB的能力與人們熟知的好氧積磷菌相近。這種反硝化除磷的主要優(yōu)點是碳源和能源（曝氣）得到節(jié)省。對于反硝化除磷，進水中的COD可同時用于脫氮除磷。DELFT大學的研究中，相當一部分磷在缺氧區(qū)被吸收，DPB的除磷量相當于總除磷量的50。與傳統(tǒng)工藝相比，采用反硝化除磷的生物營養(yǎng)鹽去除工藝（BNR）可節(jié)省COD30（用于處理生活污水時）。DPB的代謝機理與好氧積磷菌非常類似，在缺氧段，用NO3而非O2氧化COD（PHB）。然而，DPB的存在和生長并不意味著在BNR工藝中，厭氧段可省略。研究表明，省去厭氧段，令細菌特性從反硝化除磷向傳統(tǒng)反硝化轉變。參考文獻1許亞同，廢水中氮磷的處理，華東師范大學出版社，1996年。2、白曉慧，生物除磷機理新進展，環(huán)境科學動態(tài)，1997年第3期。3、駱瓊，污水同時去磷除氮技術動向，環(huán)境科學動態(tài)，1996年第4期。4、徐樂中，生物除磷效率的確定，給水排水，1995年第11期。5、陳欣燕程曉如陳忠正，從微生物學探討生物除磷機理，中國給水排水1996年第5期。6、翟明，論污水中氮磷的降解，中國土木工程學會排水委員會三界二次年會論文（1997年）。7、顏秀勤，AA2/O工藝處理城市污水的生產性試驗研究，中國土木工程學會排水委員會三界二次年會論文（1997年）。8、周岳溪等，廢水生物除磷機理的研究，環(huán)境科學，1991年13卷4期。9、鄭興燦，污水生物除磷機理述評，環(huán)境科學，1989年11卷1期。10、朱懷蘭史家梁徐亞同，SBR系統(tǒng)中的積磷細菌，上海環(huán)境科學，1994年4月。11、徐亞同，生物除磷，上海環(huán)境科學，1988年3月。12、朱懷蘭史家梁徐亞同，SBR生物除磷工藝的研究，1993年8月。13、張在峰趙慶祥林吉，生物除磷過程中厭氧特性的研究，中國環(huán)境科學，1991年11卷5期。14、劉玉生朱學慶等，A/O和A2/O法除磷脫氮工藝影響因素及除磷動力學研究，環(huán)境科學研究，1992年3月，第5卷第2期。4用強化吸附法進行生物除磷實驗一、實驗材料及裝置1、實驗材料本實驗的儲水、反應及沉淀池均采用有機玻璃制造，各反映池之間用橡膠管連接。2、實驗裝置實驗自制曝氣池直徑（D）為250MM，厭氧池D150MM，附池D100MM，沉淀池D200MM，儲水池D400MM。由于本實驗的目的在于探討強化吸附除磷工藝的除磷效果，故實驗采用A/O流程及強化吸附除磷流程兩套模擬裝置進行，以對比兩種工藝流程的除磷效果。強化吸附除磷工藝只是多了一個吸附池，其它裝置的規(guī)格兩流程相同。在裝置中，曝氣池采用微孔曝氣方式，空壓機供氣。各反應池均采用攪拌器，轉速為60轉/分。吸附池及厭氧池上口磨平加橡膠蓋密封，以保證厭氧條件。進水及污泥回流采用蠕動泵。、實驗流程本實驗采用對比實驗的方法，建立兩個系統(tǒng)。系統(tǒng)一為傳統(tǒng)A/O法系統(tǒng)二為強化吸附法（見圖10及圖11）。系統(tǒng)一厭氧池好氧池沉淀池，系統(tǒng)二吸附池厭氧池好氧池沉淀池。圖9系統(tǒng)1圖10系統(tǒng)2系統(tǒng)一照片系統(tǒng)二照片系統(tǒng)整體照片、取泥和配水實驗污泥取自高碑店污水處理廠的回流污泥，回來后進行接種培養(yǎng)，穩(wěn)定后取樣分析。實驗采用人工配水方法，其污水成分模擬北京市污水特征，按碳、氮、磷比例進行配制，配制原料采用醋酸鈉（NAAC）、磷酸二氫鉀（KH2PO4）、氯化銨（NH4CL）等。、實驗過程1、第一階段在第一階段中，除磷效果很差，近于沒有，進出水磷含量差值在12MG/L之間，近于沒有。測定厭氧池DO，其值略高于020MG/L，故分析可能是厭氧池DO太高所至，于是將厭氧池及吸附池加橡膠墊及軟紙增加密封程度，減少表面復氧。經(jīng)磷測試，仍未發(fā)現(xiàn)過量除磷。后將進水比進行了調整，將進水COD由150MG/L增加為200MG/L，進水磷含量由40MG/L降低為20MG/L。此時絲狀菌卻突然大量繁殖，將好氧池的溶解氧增至4MG/L左右后，沉淀池泥面開始下降，污泥膨脹現(xiàn)象逐步消逝。2、第二階段各項參數(shù)及指標控制如表一所示表一停留時間（H）常規(guī)法吸附法泥齡天日排泥升進水流量L/H回流比CODMG/LPMG/L厭氧池曝氣池吸附池厭氧池曝氣池51442410015040133303313此外，在本次實驗過程中，PH值一般在70左右,溫度在1626之間。本階段從5月6日開始，經(jīng)過前一階段的調整，終于取得成效。此階段雖不時出現(xiàn)泵壞，停止運轉的等故障，但其他時間基本正常。第二階段磷去除效果表（見另頁表二）表中數(shù)據(jù)均在污泥狀態(tài)較穩(wěn)定情況下測得。有時因泵?；蚺苣嗟惹闆r發(fā)生而導致不能連續(xù)測磷。另外有個別數(shù)據(jù)明顯不合理而舍去了，如有時測得的進水磷要高于實際進水磷含量，其所得數(shù)據(jù)自然不正確，原因可能是由于操作過程中出現(xiàn)了錯誤。在本階段當中，于5月27日將曝氣池停留時間改為4小時，日排泥量改為192L，經(jīng)穩(wěn)定后于6月6日和6月7日測得兩組數(shù)據(jù)如表三所示。3、第三階段5月28日發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中出現(xiàn)大量膠粘狀泥團，經(jīng)鏡檢，發(fā)現(xiàn)全由大量絲狀菌構成。由于系統(tǒng)中絲狀菌過多，難于控制且找不到具體原因，故于6月9日將原泥撇掉，改換為高碑店新取污泥，以后一段時間進入污泥的培養(yǎng)、接種階段。經(jīng)穩(wěn)定后于6月19日開始了本階段的測磷工作。實驗測得磷去除效果如表四所示。從這些數(shù)據(jù)可以明顯看出，在換泥后，由于污泥的狀態(tài)較好，DO控制在4MG/L左右，污泥指數(shù)保持在100以內。所以，實驗取得了較為明顯的效果。5實驗結論、在厭氧條件為133小時，好氧條件為3小時的條件下強化吸附除磷法比常規(guī)A/O法有較高的磷去除率，但去除率增加百分比不是很大，約增加5左右。、強化吸附法污泥含磷率略高于常規(guī)A/O法，第二階段常規(guī)A/O法約為15左右，強化吸附法約為16左右；第三階段常規(guī)A/O法約為11左右，強化吸附法約為12左右。、在運行過程中，一定要嚴格控制吸附池及厭氧池的厭氧條件，使DO保持在020MG/L以下，以及使好氧池的DO保持在2MG/L以上，以免產生絲狀菌，引起污泥膨脹，一旦絲狀細菌大量繁殖，不但難于恢復污泥性狀，而且對除磷效果也有很大的影響。、總的看來，在污泥狀態(tài)不是很好的情況下，吸附法磷去除率比常規(guī)法大約高5左右，而在污泥狀態(tài)較好，各項參數(shù)控制較合理時，吸附法比常規(guī)法可高出9左右。、通過實驗可以看出，無論是常規(guī)A/O法，還是吸附法，如污泥狀態(tài)比較好且各項參數(shù)指標合適時，磷去除率均可以得到提高，常規(guī)法磷去除率大約提高1015，吸附法可提高1520。、由于硝酸鹽的存在對污水除磷也有很大的影響。在6月27日對系統(tǒng)中NH3N及其NO3N的含量及變化作了測定，得出下面一組數(shù)據(jù)NH3N總進水常規(guī)法出水吸附法出水1391MG/L043MG/L064MG/LNO3N常規(guī)法厭氧池吸附法厭氧池1007MG/L208MG/L而且，測得自來水中NO3N含量為127MG/L，經(jīng)分析后認為，前一階段除磷率不是很高與NO3在系統(tǒng)中引起的反硝化作用有很大的關系。論文摘要生物除磷作為近年來發(fā)展很快的一種工藝，它對水體富營養(yǎng)化的防治有很大的意義。本實驗就強化吸附生物除磷工藝進行了研究，其原理即在常規(guī)A/O法處理流程首端增加一個生物選擇器，以改善污泥性能，促使微生物對有機物的吸收。本實驗采用對比實驗的方法，建立兩個系統(tǒng)，系統(tǒng)一為傳統(tǒng)A/O法，系統(tǒng)二為強化吸附法。實驗結果表明，強化吸附除磷法比常規(guī)A/O法有較高的磷去除率。本實驗還對吸附池、厭氧池及好氧池的不同停留時間比進行了探討。ABSTRACTBIOLOGICALPHOSPHOROUSREMOVALPROCESSISATECHNOLOGYDEVELOPEDQUICKLYRECENTLYITHASGREATSIGNIFICANCETOEUTROPHICATIONOFWATERBODYTHEEXPERIMENTWASUSEDTOSTUDYSTRENGTHENINGADSORPTIONBIOLOGICALPHOSPHOROUSREMOVALITSPRIN