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污水廢水處理中生物除磷工藝介紹，廢水污水生物除磷工藝一般由兩個過程組成，即厭氧釋磷和好氧攝磷兩個過程。目前應用的生物除磷工藝主要有在生物除磷基本原理基礎上發展起來的弗斯特利普(Phostrip)除磷工藝和厭氧-好氧(An/O) 活性污泥法除磷工藝。

1、弗斯特利普除磷工藝：

弗斯特利普(Phostrip) 除磷工藝是將生物除磷與化學除磷相結合的一種工藝，即在傳統活性污泥過程的污泥回流管線上增設厭氧釋磷池和混合反應池，采用生物和化學相結合的方法提高除磷效果。該工藝以生物除磷為主體，以化學除磷輔助去除厭氧釋磷后的上清液中的磷酸鹽，可以保證釋磷后的污泥主要用于對進水中的磷酸鹽進行吸收，因此可以達到更高的除磷效果。

（1）該工藝各設備單元的功能：

①含磷廢水污水進入曝氣池，同步進入曝氣池的還有由除磷池回流的脫磷但含有聚磷菌的污泥。曝氣池的功能是:使聚磷菌過量地攝取磷，去除有機物(BOD 或COD)，還可能出現硝化作用。

②從曝氣池流出的混合液(污泥含磷，廢水污水已經除磷)進人沉淀池I，在這里進行泥水分離，含磷污泥沉淀，已除磷的上清液作為處理水而排放。

③含磷污泥進入除磷池，除磷池應保持厭氧狀態，即DO≈0，NOx≈0，含磷污泥在這里釋放磷，并投加沖洗水，使磷充分釋放，已釋放磷的污泥沉于池底，并回流至曝氣池，再次用于吸收廢水污水中的磷。含磷上清液從上部流出進入混合池。

④含磷上清液進入混合池，同步向混合池投加石灰乳，經混合后進人攪拌反應池，使磷與石灰反應，形成磷酸鈣[Ca3(PO4)2]固體物質。此系用化學法除磷。

⑤沉淀池Ⅱ為混凝沉淀池，經過混凝反應形成的磷酸鈣固體物質在這里與上清液分離。已除磷的上清液回流進人曝氣池，而含有大量Ca3(PO4)2的污泥排出，這種含有高濃度PO3-的污泥宜用作肥料。

（2）弗斯特利普除磷工藝已有很多應用實例。其主要特征有:

①生物除磷與化學除磷相結合，除磷效果良好，處理水中含磷量一般都低于1mg/L。

②產生的剩余污泥中含磷量比較高，約為2.1%～7.1%，污泥回流應經過除磷池。

③與完全的化學除磷法相比，所需的石灰用量比較低，一般介于21～31.8mg/[Ca(OH)2·m3]。

④活性污泥的SVI值<100mL/g，污泥易于沉淀、濃縮、脫水，污泥肥分高，絲狀菌難于增殖，污泥不膨脹，且易于濃縮脫水。

⑤可以根據BOD/P的比值來靈活調節回流污泥與混凝污泥的比例。

⑥流程復雜，運行管理比較復雜，由于投加石灰乳，致使運行費用也有所提高，基建費用高。

⑦沉淀池I的底部可能形成缺氧狀態而產生釋放磷的現象，因此，應當及時排泥和回流。

2、厭氧-好氧活性污泥除磷工藝

厭氧-好氧活性污泥組合工藝( anaerobic/oxic,An/O)是直接在生物除磷基本原理的基礎上設計出來的，

（1） 工藝流程

An/O脫磷工藝主要由厭氧池、好氧池、二沉池構成，廢水污水和污泥順序經厭氧和好氧交替循環流動。回流污泥進人厭氧池可吸附一部分有機物并釋放出大量的磷，進人好氧池的廢水污水中的有機物得到好氧降解，同時污泥將大量攝取廢水污水中的磷，部分富磷污泥以剩余污泥排出，實現除磷的目的。

①選擇An/O組合工藝的前提條件 在An/O組合工藝中，一般進水要求有較高含量的易降解有機基質，這是采用An/O組合工藝的前提。

②An/O組合工藝的特點：在厭氧好氧生物除磷(An/O) 組合工藝中，厭氧池應維持嚴格的厭氧狀態，要求池內基本沒有硝態氮(例如硝態氮濃度低于0.2mg/L)，溶解氧濃度低于0.4mg/L。厭氧池容積一般占總容積的20%，厭氧池一-般分格，每格都設有攪拌器，維持污泥懸浮狀態。厭氧池第一格的硝態氮濃度要求在0.3mg/L以下，最好為0.2mg/L以下，運行中要避免好氧池的硝化混合液進人厭氧池，并控制回流污泥的硝態氮含量。厭氧池分格有利于抑制絲狀菌的生長，產生沉降性能優越的污泥。

好氧池可采用機械曝氣或擴散曝氣，實際應用中的溶解氧濃度控制在1.0mg/L以上，以保障有機底物的降解和磷的吸收。

該工藝利用聚磷菌厭氧釋磷和好氧吸磷的特性，通過排放高含磷污泥達到除磷目的。若進水中的磷與有機底物濃度之比較高，由于有機底物負荷較低，剩余污泥量較少，因而較難達到穩定的處理效果，故該工藝尤其適于進水中磷與有機底物濃度之比很低的情況。由于An/O組合工藝的污泥齡短(2～6d)，系統往往達不到硝化，回流污泥也就不會攜帶硝酸鹽至厭氧區。

厭氧-好氧活性污泥系統中強調了進水與回流污泥混合后維持厭氧狀態的必要性，這種厭氧狀態的維持不僅能促進聚磷菌的選擇性增強，而且所產生的污泥基本上無絲狀菌，活性高、密實、可快速沉淀。由于絲狀菌基本都是好氧菌，厭氧狀態對其不利，因此該工藝不僅可有效除磷，而且可改善污泥的性能。

An/O組合工藝流程簡單，既無須投藥，也無須考慮內循環，因此，建設費用及運行費用都較低，而且由于無內循環的影響，厭氧反應器能夠保持良好的厭氧(或缺氧)狀態。

（2）An/O 組合工藝具有如下優點：

①污泥在反應器內的停留時間一般從2～6d，是比較短的。

②反應器(曝氣池)內的污泥濃度一般在2700～3000mg/L之間。

③BOD的去除率大致與一般的活性污泥系統相同。磷的去除率較好，處理水中的磷含量一般都低于1.0mg/L去除率在76%左右。

④沉淀污泥(剩余污泥)中的含磷率約為4%，具有較高的肥效，可用作農肥。

⑤由于整個系統中的活性污泥交替處在厭氧和好氧條件下，混合液的SVI值≤100mL/g，沉降性好，發生污泥膨脹的可能性較小。

（3）除磷工藝具有如下問題：

①除磷率難以進一步提高，因為微生物對磷的吸收即便是過量吸收，也是有一定限度的，特別是當進水BOD值不高或廢水污水中含磷量較高，即P/BOD值高時，由于污泥的產量低，將更是如此。

②在沉淀池內容易產生磷的釋放，特別是當污泥在沉淀池內停留時間較長時更是如此，應注意及時排泥和回流。

（4）厭氧-好氧(An/O)生物除磷組合工藝的設計及其影響因素

厭氧-好氧(An/O)生物除磷組合工藝的設計計算中，反應池總有效容積的計算、需氧量及曝氣系統的計算等可參照傳統推流式活性污泥系統的設計;厭氧段的布置及反應池長、寬、深等具體尺寸計算等可參照缺氧-好氧(A/(0) 生物脫氮組合工藝的設計。

①有機底物污泥負荷NTS 在An/O組合工藝中，由于聚磷菌厭氧釋磷時，需要攝取簡單有機物為自身碳源PHB，因此為了滿足聚磷菌對有機物的攝取，保證良好的除磷效果，有機底物污泥負荷NTS不應小于0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)。

②污泥濃度XT和污泥回流比R在An/O組合工藝中，由于厭氧(An)段和好氧(O)段的活性污泥內微生物菌群都以異養菌為主，因此其濃度XT、污泥回流比R等參數與僅考慮異養除碳效能的傳統活性污泥過程相近，其中MLSS取2700～3000mg/L，R取50%～100 %。

③污泥齡θc 在An/O組合工藝中，為了防止硝化過程的發生，其污泥齡僅以滿足聚磷菌和除碳異養菌為準，一般θc取2～6d。

④水力停留時間(HRT)由于An/O組合工藝中的微生物菌群主要為異養菌，其對BOD5的去除率大致與傳統活性污泥過程相似，反應池內的水力停留時間較短，一般厭氧池An段的HRT為1～2h，好氧池O段的HRT為2～4h，總共3～6h，An段的HRT與O段的HRT的比值一-般為1 : (2～3)。

⑤溶解性總磷與溶解性BOD5之比，為了滿足聚磷菌厭氧釋磷過程中對簡單有機底物的需求，要求廢水污水中溶解性總磷與溶解性BOD5的比值( 即S-TP/SBOD5)不大于0.06，磷的去除率達70%～80%，處理后出水的磷濃度一般小于1.0mg/L。

⑥溶解氧DO在An/O組合工藝中，為了保持厭氧段的厭氧釋磷條件，要求其DO濃度約為0mg/L。為了滿足好氧段聚磷菌好氧吸磷對DO的需求，要求0段的DO濃度為2mg/L左右。

（5）厭氧-好氧(An/O)) 生物除磷組合工藝的發展

由于聚磷菌可直接利用的基質多為VFA類易降解有機基質，若原水中VFA類有機基質含量較低，則傳統An/O組合工藝除磷的效能將受到影響。針對這一問題，Barnard在傳統An/O組合工藝的基礎上進行改進，并提出了AP (activated primary)組合工藝，如圖所示。

圖片

AP組合工藝旨在通過對初沉污泥的發酵產生乙酸鹽等利于聚磷菌利用的低相對分子質量有機基質，從而利于后面的An/O系統的良好運行，使厭氧段的水力停留時間縮短至1h或更短。

3、常用的生物除磷工藝：

（1）A/O工藝流程

厭氧/好氧活性污泥除磷系統(A/O)由前段厭氧池和后段好氧池串聯組成，A/O除磷工藝流程。

前段為厭氧池，城市污水和回流污泥進入該池，并借助水下推進式攪拌器的作用使其混合。回流污泥中的聚磷酸在厭氧池可吸收去除一部分有機物，同時釋放出大量磷。然后混合液流人后段好氧池，污水中的有機物在其中得到氧化分解，同時聚磷菌將變本加厲，超量地攝取污水中的磷，然后通過排放高磷剩余污泥而使污水中的磷得到去除。好氧池在良好的運行狀況下，剩余污泥中磷的含量在2.5%以上。

A/O生物除磷工藝的主要特點:

①工藝流程簡單。

②厭氧池在前、好氧池在后，有利于抑制絲狀菌的生長。混合液的SVI小于100，污泥易沉淀，不易發生污泥膨脹，并能減輕好氧池的有機負荷。

③在反應池內，水力停留時間較短，一般厭氧池的水力停留時間為1～2h，好氧池的水力停留時間為2～4h，總共為3～6h。厭氧池/好氧池的水力停留時間之比一般為1 : (2～3)。

④剩余活性污泥含磷率高，一般為2.5%以上，故污泥肥效好。

⑤除磷率難以進一步提高。當污水BOD濃度不高或含磷量高時，則P/BOD5比值高，剩余污泥產量低，使除磷率難以提高。

⑥當污泥在沉淀池內停留時間較長時，則聚磷菌會在厭氧狀態下產生磷的釋放，從而降低該工藝的除磷率，所以應注意及時排泥和使污泥回流。

（2）Phostrip 工藝流程

Phostrip工藝是由Levin在1965年首先提出的，該工藝是在回流污泥的分流管線上增設一個脫磷池和化學沉淀池而構成的。

該工藝將A2/O工藝的厭氧段改造成類似于普通重力濃縮池的磷解吸池，部分回流污泥在磷解吸池內厭氧放磷，污泥停留時間一般5～12h，水力表面負荷小于20m3/(m2·d)。經濃縮后污泥進入缺氧池，解磷池上層清液含有高濃度的磷，將此上層清液排人石灰混疑沉淀池進行化學處理生成磷酸鈣沉淀，該含磷污泥可作為農業肥料，而混凝沉淀池出水應流人初沉池再進行處理。Phostrip工藝不僅通過高磷剩余污泥除磷，而且還通過化學沉淀除磷。該工藝具有生物除磷和化學除磷雙重作用，所以Phostrip工藝具有高效除磷功能。