1 A/O除磷工藝的基本原理
A/O法除磷工藝是依靠聚磷菌的作用而實現(xiàn)的，這類細(xì)菌是指那些既能貯存聚磷(poly — p)又能以聚β —羥基丁酸(PHB)形式貯存碳源的細(xì)菌。在厭氧、好氧交替條件下運(yùn)行時，通過PHB與poly — p的轉(zhuǎn)化，使其成為系統(tǒng)中的優(yōu)勢菌，并可以過量去除系統(tǒng)中的磷。其中聚磷是若干個基團(tuán)彼此以氧橋聯(lián)結(jié)起來的五價磷化合物，亦被稱為聚磷酸鹽，其特點是：水解后生成溶解性正磷酸鹽，可提供微生物生長繁殖所需的磷源；當(dāng)積累大量聚磷酸鹽的細(xì)菌處于不利環(huán)境時，聚磷酸鹽可分解釋放能量供細(xì)菌維持生命。聚β —羥基丁酸是由多個β —羥基丁酸聚合而成的大分子聚合物，當(dāng)環(huán)境中碳源物質(zhì)缺乏時，它重新被微生物分解，產(chǎn)生能量和機(jī)體生長所需要的物質(zhì)。這一作用可分為兩個過程：厭氧條件下的磷釋放過程和好氧條件下的磷吸收過程。
南通一體化污水處理設(shè)備裝置報價南通一體化污水處理設(shè)備裝置報價
厭氧條件下，通過產(chǎn)酸菌的作用，污水中有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低分子有機(jī)物(如醋酸等)，聚磷菌則分解體內(nèi)的聚磷酸鹽釋放出磷酸鹽及能量，同時利用水中的低分子有機(jī)物在體內(nèi)合成PHB，以維持其生長繁殖的需要。研究發(fā)現(xiàn)，厭氧狀態(tài)時間越長，對磷的釋放越*。
好氧條件下，聚磷菌利用體內(nèi)的PHB及快速降解COD產(chǎn)生的能量，將污水中的磷酸鹽吸收到細(xì)胞內(nèi)并轉(zhuǎn)變成聚磷貯存能量。好氧狀態(tài)時間越長，對磷的吸收越充分。由于好氧狀態(tài)下微生物吸收的磷遠(yuǎn)大于厭氧狀態(tài)下微生物釋放出的磷，隨著厭氧—好氧過程的交替進(jìn)行，微生物可以在污泥中形成穩(wěn)定的種類并占據(jù)一定的優(yōu)勢，磷就可以通過系統(tǒng)中剩余污泥的排放而去除(見圖1)。
圖1 A/O除磷工藝中P、BOD降解曲線
研究發(fā)現(xiàn)：同時進(jìn)行生物脫氮除磷工藝難以達(dá)到理想效果，因而A/O除磷工藝已經(jīng)在城市污水處理的生產(chǎn)運(yùn)行中被廣泛使用。
2 停留時間的控制
污水在系統(tǒng)中停留的時間越長，投資越大，運(yùn)行成本也越高，合理地控制污水在系統(tǒng)中的停留時間對實際生產(chǎn)應(yīng)用十分重要。
2.1 厭氧段停留時間
磷的過量攝取與磷的釋放量關(guān)系很大，一般來說，釋放越*，則好氧段磷的吸收越充分。但是，如果要使磷的厭氧釋放比較*，則需提高厭氧段停留時間，這樣一方面要增加造價，另一方面還會發(fā)生磷的無效釋放，因此，確定適當(dāng)?shù)膮捬醵瓮Ａ魰r間是很重要的。圖2是污水在厭氧狀態(tài)下的磷釋放曲線，圖中四條曲線分別表示厭氧進(jìn)水處不同TP濃度時TP隨t的變化。可以看到，污水在厭氧段停留2 h左右就可以使磷的釋放達(dá)到一定程度，此后磷的釋放很緩慢。
圖2 厭氧釋磷與停留時間關(guān)系
2.2 好氧段停留時間
好氧段停留時間對于除磷也是一個較為重要的參數(shù)。磷在好氧段的吸收受到吸收速率與吸收量等很多因素的限制。但一般來說，在好氧段停留 2.5～3 h后總磷一般可以降到1 mg/L以下 ，3.0～4.0 h后降到0.5 mg/L以下(見圖3)。圖中四條曲線分別表示好氧段進(jìn)水處不同TP濃度時TP隨t的變化。
圖3 好氧吸磷與停留時間關(guān)系
因此，一般情況下好氧段停留時間保持在3.0～4.0 h為宜，有時考慮到有機(jī)物的降解與去除，適當(dāng)延長停留時間到4.0～5.0 h，就可以基本保證出水水質(zhì)。
從以上分析中可以看出，厭氧、好氧段停留時間比在1∶2～1∶2.5比較適宜。
2.3 二沉池停留時間
二沉池的停留時間由下式確定：
t=AH/Q
式中 H —二沉池有效水深，m
A—二沉池表面積，m2
Q—污水zui大日平均時進(jìn)水量，m3/h
但在實際運(yùn)行時可適量通過污泥回流比進(jìn)行調(diào)節(jié)。加大回流則t縮短，減少回流則t延長。在A/O除磷工藝系統(tǒng)中，對二沉池的停留時間應(yīng)嚴(yán)格控制，否則將會由于停留時間過長而導(dǎo)致磷在二沉池及剩余污泥處理系統(tǒng)中過量釋放，從而影響除磷效果。為了確定合理的停留時間，在A/O池出口處對混合液磷的釋放進(jìn)行一段時間的釋磷測試，結(jié)果見表1。
表1 A/O池出口處混合液的磷釋放測試結(jié)果 mg/L
t(h) | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | 24.0 | 48.0 | TP0 |
TP | 0.03 | 0.05 | 0.11 | 0.34 | 1.06 | 1.53 | 4.10 | 5.80 | 7.50 | 8.20 |
|
| 4.94 |
0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.38 | 1.77 | 2.49 | 5.01 | 7.20 | 8.00 | 8.60 |
|
| 7.77 | |
0.03 | 0.04 | 0.39 | 0.74 | 2.18 | 2.53 | 5.17 | 6.60 | 7.50 | 8.80 |
|
| 5.69 | |
0.02 | 0.03 | 0.21 | 0.52 | 1.74 | 1.90 | 4.82 | 6.20 | 7.30 | 8.56 | 14.8 | 22.2 | 7.86 | |
0.02 | 0.11 | 0.52 |
| 1.54 |
| 4.06 | 6.61 |
| 8.35 | 11.8 | 21.3 | 5.60 | |
0.03 | 0.23 | 0.53 |
| 1.75 |
| 4.37 | 7.86 |
| 9.00 | 14.5 | 25.6 | 5.98 | |
注 t——混合液靜沉?xí)r間 TP——上清液總磷濃度 TP0——進(jìn)水總磷濃度 | |||||||||||||
通過測試發(fā)現(xiàn)，污泥在缺少營養(yǎng)物質(zhì)條件下(簡稱為缺養(yǎng)條件)磷的釋放*不同于在營養(yǎng)物質(zhì)豐富條件下(簡稱為富養(yǎng)條件)磷的釋放。前者進(jìn)行較緩慢，同樣處于厭氧狀態(tài)，缺養(yǎng)條件下磷的釋放在開始2 h內(nèi)進(jìn)行得特別緩慢，之后釋放速度逐漸加快，至*釋放需要很長時間；后者進(jìn)行比較快，在富養(yǎng)條件下磷的釋放一開始就很快，經(jīng)過2 h左右便達(dá)到*的*釋放狀態(tài)。可以認(rèn)為：污水在二沉池的短暫停留不會造成磷的大量釋放，影響除磷效果。在A/O生物除磷工藝中，二沉池的停留時間可以控制在2 h左右
