生物除磷原理及影响因素在水污染治理中的应用

4.1.2.1 生物除磷原理

废水中磷的存在形态取决于废水的类型，最常见的是磷酸盐，聚磷酸盐和有机磷。常规二级生物处理的出水中，90%左右的磷以磷酸盐的形式存在。

生物除磷主要由一类统称为聚磷菌（PAO）的微生物完成，其基本原理包括厌氧放磷和好氧吸磷过程，如图4-2所示。

图4-2　生物除磷过程示意图

一般认为，在厌氧条件下，兼性细菌将溶解性BOD5转化为低分子挥发性有机酸（VFA）。聚磷菌吸收这些VFA或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化成胞内碳源存储物（PHB/PHV），所需能量来源于聚磷水解以及糖的酵解，维持其在厌氧环境生存，并导致磷酸盐的释放；在好氧条件下，聚磷菌进行有氧呼吸，从污水中大量地吸收磷，其数量大大超出其生理需求，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚合磷酸盐的形式存储在细胞内，磷酸盐从污水中得到去除。同时合成新的聚磷菌细胞，产生富磷污泥。将产生的富磷污泥通过剩余污泥的形式排放，从而将磷从系统中除去。聚磷菌的作用机理如图4-3所示，NADH和PHB分别表示糖原酵解的还原性产物和聚-β-羟基丁酸。聚磷菌以聚-β-羟基丁酸作为其含碳有机物的贮藏物质。反应方程式如下。

聚磷菌摄取磷：

聚磷菌释放磷：

图4-3　生物除磷原理

4.1.2.2 生物除磷的影响因素

（1）温度(www.xing528.com)

温度对除磷效果的影响不是很明显，因为在高温、中温、低温条件下，有不同的菌都具有生物脱磷能力，但低温运行时在厌氧区的停留时间要更长一些，以保证发酵作用的完成和基质的吸收。实验表明在5℃～30℃的范围内，都可以得到很好的除磷效果。

（2）pH

实验证明pH在6.5～8.0范围内时，磷的厌氧释放比较稳定。pH低于6.5时生物除磷的效果会大大降低。

（3）BOD5/TP

一般认为，较高的BOD5/TP除磷效果较好，进行生物除磷的下限是BOD5/TP=20。有机物的不同对除磷效果也有影响：易降解低分子有机物诱导磷释放的能力较强，高分子难降解有机物诱导磷释放的能力较弱，而厌氧段释磷越充分，则好氧段磷摄取量越大。

（4）溶解氧

溶解氧的影响包括两方面：一是必须在厌氧区中控制严格的厌氧条件，保证磷的充分释放；二是在好氧区中要供给充分的溶解氧，保证磷的充分吸收。一般厌氧段的溶解氧应严格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的溶解氧控制在2.0mg/L以上。

（5）污泥龄

生物除磷效果取决于排除剩余污泥量的多少，一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥多，除磷效果较好。