【环境课件】第十三章 废水生物脱氮除磷技术讲解.ppt

溶解氧 为最大限度地发挥聚磷菌的摄磷作用，必须在好氧段供给足够的溶解氧，以满足聚磷菌对其贮存的PHB进行降解（同时对废水中的低级脂肪酸进行降解）时对DO作为最终电子受体的需求量，最大限度地转化PHB并产生出足够的ATP，供其过量摄磷之需。一般，好氧段DO应控制在2.0mg/L左右。对DPB而言，只需将环境条件控制缺氧即可，DO一般控制在0.5mg/L左右。 进水营养比 由生物除磷机理可知，废水中存在的有机基质在除磷过程中有重要作用。因此厌氧段中有机基质的含量及种类与微生物营养之间的比例关系（主要指BOD5/TP）是影响聚磷菌释磷和摄磷的一个关键因素。就厌氧段中有机基质种类而言，聚磷菌将优先利用废水中的短链脂肪酸SCFAs，如醋酸和丙酸盐。厌氧消化液也是聚磷菌喜欢的底物。实际应用中，由于可以增加进水中SCFAs的含量，初沉污泥预消化已成功地应用于生物除磷过程。 进水营养比 大量的研究已证实了生物除磷过程中的醋酸盐代谢，所以在生物除磷的数学模型中就假设聚磷菌只以SCFAs为底物。另外，也有报道认为较多的有机物种类如羧酸、糖类及氨基酸也可作为生物除磷厌氧段的基质，但其代谢机制尚未弄清楚，在这方面还需进一步进行研究。但是，聚磷菌在利用不同基质的过程中，其对磷的释放速度存在着明显的差异，释放速度最大的是SCFAs中的醋酸盐和丙酸盐。 进水营养比 就进水中BOD5与TP的比例条件而言，聚磷菌在厌氧条件下释放磷时产生的能量主要用于其吸收溶液中SCFAs并合成PHA贮存在体内，因此。进水中是否有足够的有机基质（SCFAs）是关系到聚磷菌能否在厌氧压抑条件下顺利生存的重要因素。Marais（1982）等的研究表明，当以乙酸为基质时，其合成量与磷的释放量之比约为2：1。但实际进水的BOD5中有很大一部分不是以SCFAs形式存在的，因此有人提出为实现生物除磷，进水的BOD5/TP应控制在20~30，至少应高于15。 硝酸盐 厌氧段中硝酸盐的存在导致磷释放降低的原因可能有以下三个：一是硝酸盐抑制了兼性异养菌的发酵产酸能力，使进水中不能提供足够的SCFAs供聚磷菌释磷和合成PHA；二是可形成兼性异养反硝化菌与聚磷菌之间对基质的竞争，导致聚磷菌可资利用的发酵产物缺乏而使磷的释放受到阻碍；三是由反硝化除磷细菌（DPB）在有硝酸盐存在时产生的反硝化除磷行为导致同步磷吸收，可以抵消掉一部分磷的释放，从而使磷释放的表观速率大幅度降低。 硝酸盐 目前，对厌氧段中NO3-的含量应控制在什么水平，还存在不同的看法，主要是因为不同研究者所研究的厌氧段中聚磷菌的含量、种类及其它运行参数（如TKN/COD、BOD/TP）存在差别的缘故。若厌氧段中不动杆菌属及气单胞菌属占多数时，则对NO3-的存在很敏感；若那些不能以NO3-为基质进行反硝化的聚磷菌（若具有发酵产酸能力）含量较多时，则NO3-的影响会减弱。通常为保证厌氧段的高效释磷作用，其NO3-的浓度应严格控制在0.2mg/L以下。 硝酸盐 缺氧段进行反硝化时，若存在反硝化除磷细菌（DPB），则可在反硝化的同时发生磷的吸收。由于反硝化与磷吸收由同一种细菌完成，这就节省了反硝化所需的碳源。但大量的的试验表明，以NO3-—N为电子受体的磷吸收速率远小于O2，同时消耗的PHB也较O2多。因此利用DPB虽可达到反硝化除磷的目的，但其效率比好氧条件要低。 细胞内贮存物 废水生物除磷实际上是微生物细胞内几种内贮物之间的相互作用，因此细胞内贮存物的含量对除磷有极大的影响。聚磷酸盐（Poly-P）、聚—β—羟基—链烷脂酸（PHA）以及糖原三者之间的作用是聚磷菌生存的竞争机制。 细胞内贮存物 聚磷酸盐的厌氧释放是除磷菌好氧过剩摄磷的前提，为PHA的合成提供了能量，同时糖原的厌氧分解也是合成PHA的能量来源。因此高磷低糖的污泥厌氧释磷多，低磷高糖的污泥厌氧释磷少。若污泥糖类物质含量超过25%时，污泥吸收有机物同时降解糖原而不释放磷，这必然会导致工艺脱磷失败。因此，设法降低细胞内糖原含量有利于提高生物除磷效率。 细胞内贮存物 细胞内聚磷含量的高低直接与除磷效率相联系，而除磷菌对聚磷的贮存有一最大能力限制，这在前文已有论述。同样，细胞内PHA的含量与除磷效率的关系也非常密切，厌氧条件下合成PHA的量决定了好氧条件过量摄磷的能力大小。好氧条件下，当PHA降低至一定水平后细胞摄磷即停止，这一数值据Brdjanovic等人报道为2.11mgCOD/lVSS。 泥龄 处理系统中泥龄的长短直接影响污泥的活性及剩余污泥排放量。系统的泥龄过长，则使污泥活性降低，污泥的含磷量下降，去除单位重量的磷需消耗的BOD也多。此外，由于泥龄长，污泥趋于老化，可通过自