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污水除磷技术的研究进展

文档作者：张杞蓉1 普晓晶2 文档来源： 1武汉市政工程设计研究院有限责任公司		点击数：	更新时间： 2023年11月16日
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污7K除磷枝术白ll研究进展
张杞蓉1普晓晶2
(1武汉市政X-．程设计研究院有限责任公司湖北武汉430023
2武汉地产开发投资集团有限公司湖北武汉430022)
摘要简单介绍化学除磷技术及传统的生物除磷工艺，分析生物除磷技术的发展趋势，并对以反硝化除磷工艺为代表的
生物除磷新技术的工艺原理及特点做了介绍。认为，以目前我国的经济和发展情况，生物与化学联合除磷将是水处理技术的
发展趋势．但化学除磷试剂对生物处理系统性能可能会产生影响．还需进一步的研究以促进其应用和发展。
关键词污水处理化学除磷生物除磷
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2014)04—074-03
磷作为生物生长所需的主要矿物元素．在生物化学过程
中起着重要的主导作用．是重要的调控中心。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。城市污水所
含的磷主要来源于人类活动的排泄物及废弃物、工商企业、
合成洗涤剂和家用清洁剂。
一般来说．造成水体富营养化现象发生的主要营养成分
有有机碳、磷、氮、钾、铁等十几种元素。其中有机碳物质经处
理后含量已大幅度降低．而除氮与磷以外的其它物质在富营
养化发生过程中的需求量极低．氮和磷成为藻类生长的限制
性因素．其含量通常决定着藻类的收获量。控制氮、磷等营养
性物质进入水体是解决富营养化问题的根本途径⋯。在现代
污水脱氮除磷工艺中主要有生物法、化学法．其中以生物法
应用广泛。
l化学除磷技术
(1)化学除磷技术的原理。化学沉淀除磷反应可用下式
表示。由反应平衡式可知．增加等式左边磷的浓度可使反应
向右移动．形成羟基磷灰石沉淀[2]。
5Ca“+3P040+OH-=Ca5(P04)30H j
其他金属离子。如铁、铝，对于除磷也是很有效的。在化
学沉淀除磷的实际应用中．主要使用铁盐和铝盐做沉淀剂。
(2)单独化学除磷工艺的缺点。以化学强化一级处理技
术为代表的化学法．不仅消耗大量化学合成的絮凝剂．而且
产生大量难以处理的化学污泥。此外．该技术虽能高效去除
污水中的悬浮物和磷．然而对可溶性COD和BOD的去除效
果却不尽如人意．脱氮效果也不理想。因而。单独的化学强化
一级处理技术很难使处理的污水达到排放标准．往往需要进
一步的生物处理．生物除磷技术由于操作方便及二次污染小
等优势．成为国内外研究的热点。
2传统生物除磷技术。
(1)传统生物除磷机理。目前，普遍认可的生物除磷原理
是聚合磷酸盐累积微生物聚磷菌(Polv—Phosphate Ac—
cuma]ating Organism．简称PAO)的摄磷原理。就是利用聚磷
菌能够过量地(在数量上超过其生理需要)。从外部摄取磷，
并将磷以聚合形式贮藏在菌体内．形成高磷污泥．排出系统
外．达到废水除磷的效果。
在厌氧条件下．以乙酸为碳源．聚磷菌释磷以简化的方
作者简介：张杞蓉(1987～)，女，湖北武汉人．硕士研究生。
2014．No．4
式描述为：
C：H。0：+0．2(HPO，)(聚磷)+H20一(C5H402)：(贮存有机
物)+P043。+3H+
在好氧条件下．聚磷菌吸磷以简化的方式描述为：
C2H402+0．16NH4*+1．202+0．2PO产一
0．16C5H7N02+1．2C02(HP03)(聚磷)+0．440H-+1．44H20限4 3
(2)生物除磷工艺。由于生物除磷需要在好氧、厌氧交替
的环境下才能完成除磷．因此要达到同时脱氮除磷目的，就
必须创造微生物需要的好氧、缺氧、厌氧3种生理环境。通过
变更3种环境的位置、改变进水或回流方式等手段。主要的
代表性工艺运行方式有A／O工艺、A2／O工艺、“五段”Barden—
Dho工艺、VIP工艺等。
这些工艺都是尽可能将除磷和脱氮过程分开以排除除
磷和脱氮过程的相互干扰．如硝酸盐对释磷的影响：反硝化与
释磷对碳源的竞争．硝化菌和聚磷菌的泥龄不同等矛盾㈣。但
这些矛盾仍然不可避免地存在．为了解决脱氮除磷的矛盾，
国内外学者通过研究．提出了～些新的理论与工艺，其中最
受重要的就是反硝化除磷技术。
3生物除磷技术新发展
3．1反硝化除磷机理
随着污水除磷机理研究的不断深入．人们发现一些聚磷
菌在缺氧条件下能够以硝酸盐作为最终电子受体，实现水中
磷的过量吸收。因此人们命名此种现象为反硝化除磷(den．
etrifiying phosphorus removing bacteria，DPB)。反硝化聚磷菌
被证明具有同PAO极相似的除磷原理。只是它们氧化细胞
内贮存PHB时的电子受体不同而已(PAO为O：，而DPB为
N0x--N)。它吸磷的同时将NOx-一N转变成为N2，也就是在无
溶解氧和只存在NOx--O的缺氧情况下，DPB细菌进行反硝
化的同时，将污水中的磷以poly—P吸入细胞内丽去除【6]。在
缺氧的条件下．表达式为：
C2H402+O．16NH4++o．96N03-+0．2P04s—+0．16C5H7N02+
1．2C02+0．2(HP03)(聚磷)+1．40H-+0．96H20+0．48N2‘7 3
因DPB可在缺氧环境下摄磷．这就使得摄磷和反硝化2
个过程借助同一种细菌在同一个环境下完成．将摄磷和反硝
化(脱氮)2个彼此独立的生物过程合二为一。摄磷和脱氮的
结合不仅节省了脱氮对碳源的需要．而且摄磷在缺氧区内完

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