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废水中的磷|磷去除方法--生物去磷

发布日期: 2022-06-23
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概述


有几种策略可去除废水中的磷,根据处理目标和设施需求,可选择化学去除、生物去除和三级过滤。

从所有的可能性来看,除磷似乎十分复杂,但都实现了相同的目标。除磷的概念是将尽可能多的溶解态磷转化为颗粒磷,然后沉淀或过滤颗粒磷以将其从过程中去除。

化学去除涉及投加金属盐以将磷沉淀成固体形式。生物去除需要通过在处理过程中提供正确的环境条件以培养聚磷菌 (PAO)。这些聚磷菌将在细胞体内吸收大量的磷,然后再将这些聚磷菌沉淀或过滤去除。

最后,三级过滤,需与化学或生物去除结合使用,在二级处理后再次使用过滤系统进行过滤,将总磷降低到超低水平。每种方法都有其各自的优点和缺点,因此应基于每个设施的特定需求选择合适的实施策略。

除了将溶解态磷转化为颗粒磷除了的重要性,这些策略还在很大程度上依赖于固体分离过程的有效性。设施内的净化和过滤过程必须具很低的出水 TSS 浓度。任何通过最终出水流出的悬浮固体都导致总磷的增加,但它不会被正磷酸盐分析仪检测到。


磷去除方法   生物去除


生物营养物去除 (BNR) 是指培养特定的微生物和细菌以去除废水中的营养物。强化生物除磷(EBPR) 是 BNR 的过程,旨在使用 PAO(聚磷菌)除磷。

整个过程取决于强化 PAO 吸收比通常更多的磷。这种二级处理过程需要将 PAO 经过两个阶段,一个是厌氧阶段,然后是好氧阶段。

在厌氧阶段,生物因缺乏溶解氧和硝酸盐而处于受压状态。此时,PAO 利用自身的多磷酸盐作为能量继续从水中吸收 BOD(特别是挥发性脂肪酸即 VFA)然后将其转化为聚 B- 羟基丁酸酯 (PHB) 形式存储(Smith,2019)。

水中的磷会因所有 PAO 释放它们所储存的磷酸盐而增加。


磷去除方法  PAO


当 PAO(聚磷菌)到达好氧阶段时,由于它们储存了大量 PHB,因此它们相比水中其他微生物具有巨大的竞争优势。

聚磷菌积累的 PHB 存储与新引入的溶解氧进行代谢,产生大量能量。这些能量用于繁殖更多的 PAO 以及从水中“奢侈吸收"磷进入其细胞。

由于 PAO 种群数量增加且每个 PAO 均过量吸收磷,从而降低了水中的磷含量。之后可将这些 PAO 通过沉淀或过滤从过程中去除,同时也就带走了它们存储的磷。

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磷去除方法  厌氧区


对于 EBPR 过程,在厌氧区内正确的环境条件是重要的:

01  任何溶解氧或硝酸盐的存在都会破坏 PAO 的磷释放。

两者都将提供对水中可用 BOD 的 竞争,这意味着其他生物会在 PAO 之前更快地消耗水中的 BOD。因此实现真正意义上的厌氧条件非常重要。

02  需要有足够的 BOD 负荷以吸收系统内的磷。

使用 BOD 与磷的比率 (BOD:P) 来表征这种关系。要实现好的生物除磷,大于40:1 的比例是理想的。

03  这 BOD 要易于生物降解,如挥发性脂肪酸(VFA)。

在厌氧条件下,所有 BOD 最终都会分解为可生物降解的形式,但过程中的停留时间可能不足以完成分解(Ross,2013 年)。

直接测量 VFA 或可溶性 BOD/COD 可以更好地了解用于厌氧吸收的 BOD 的真实比率。


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磷去除方法  过程监控


使用仪表监控 EBPR 过程有助于保持连续性能并快速提醒操作员任何问题。正磷酸盐再次成为关键参数。Alyza IQ PO4 可以监控 EBPR 性能和最终的出水浓度。没有在线正磷酸盐监控,常规抓取样品即可完成工作。但连续性数据有助于提醒您 EBPR 过程中的任何问题,即使是在负荷变化的情况下也可确保始终实现充分处理。除了正磷酸盐外,YSI IQ SensorNet 还提供其他几种传感器以用于监控 EBPR。

氧化还原电位 (ORP) 是监测和控制厌氧过程的常用参数。ORP 可以指示池内发生的生物活动类型,因此通过将 ORP 值保持在特定范围(-150 到 -250 mV)内可以确保存在厌氧条件。溶解氧 (D.O.) 传感器通常用于监测和控制许多活性污泥设施中的曝气过程。这同样适用于 EBPR,其中 DO 传感器可以将好氧区的曝气输出保持在最佳水平。

如今可以使用先进的紫外传感技术在线监测 COD 和 BOD 这样的有机物参数。这些传感器可以量化厌氧区内可用的可生物降解有机物的数量,从而指示是否需要提供额外的有机物以获得适当的 BOD:P 比率。最后,如果需要关切挥发性脂肪酸,则可以使用实验室程序直接测量。YSI 自动滴定仪可以快速准确地监测 VFA,以确保 PAO 的生长。

使用 IQ SensorNet 进行在线流程监控,为您提供全天候不间断数据以密切监视系统。

在线仪表的六大优势:

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