污水生物除磷影响因素及其对策

第2期(总第93期)��������中国市政工程��������2001年6月25日污水生物除磷影响因素及其对策广州市市政工程设计研究院�陈贻龙摘要:生物除磷是目前国内外城市污水处理的难点之一,本文尝试从影响污水生物除磷的诸多因素出发,以寻求提高生物除磷的对策。关键词:城市污水处理�生物除磷�影响因素FactorsAffectingBiologicalDephosphorizationofSewageandSolutionsChenYilong��Abstract:Biologicaldephosphorizationisoneofthedifficultiesinmunicipalsewagetreatmentallaroundtheworld.Fromfactorsaffectingbiologicaldephosphorizationofsewage,thispaperhasprovidedpossiblewaystoraisetheefficiencyofbiologicaldephosphorization.KeyWords:municipalwastewatertreatment;biologicaldephosphorization;affectingfactor��城市污水处理是我国城市的基础设施,是城市水环境保护的核心和骨干设施,它的发展将直接决定或影响着城市水环境质量。近年来,我国的污水处理工作取得了较大的进步和成效,但仍存在许多问题,尤其以磷的问题较为突出。我国现行的�污水综合排放标准�(GB8978-1996)一级标准规定要求出水磷酸盐不大于0.5mg/L,对于绝大多数采用二级生物处理的国内污水处理厂来说,要达到此标准是非常困难的。影响污水生物除磷的因素是相当多且复杂的,作者将就该问题展开探讨。影响生物除磷的主要因素有:(1)厌氧生境:厌氧区的氧化还原电位、DO、NO3-或NO2-等;(2)水质和其它的环境因子:基质的可利用性及其特征、环境的pH、温度等;(3)工艺的运行参数和运行方式:泥龄、厌氧区停留时间、污泥沉降性能、污泥处置方法等。1�厌氧生境在生物除磷中,最重要的是为厌氧区创造并维持严格的厌氧条件,以诱导放磷以及随后在好氧区中的吸磷和除磷。1)氧化还原电位Barnard在第一次谈到生物除磷系统中厌氧阶段的必要性时指出,氧化还原电位(ORP)是一个用于定量�厌氧压抑�程度的多数。Shapiro等也发现厌氧放磷与ORP有关,他们发现ORP降低150mV后开始放磷。在批式试验中他们发现反硝化完成后,ORP突然下降,随即开始放磷,在ORP曲线中可出现一个�拐点�,然而,出现拐点的ORP值并非固定不变。用不同厂的污泥,甚至用同一厂的污泥连续做试验时可发现不同的拐点ORP值。目前,比利时�SEGHERS�水处理公司在其专利技术�UNITANK�工艺中就已成功地利用氧化还原电位(ORP)作为一个重要工艺参数控制厌氧与好氧的切换。由计算机跟踪并记录反应池中的ORP变化曲线,当出现拐点,即认为反应池由反硝化阶段转入厌氧释放磷阶段,由此开始计时,经过一定的设计时间之后,反应池开始转入好氧吸收磷阶段,从而达到生物除磷的目的。2)溶解氧厌氧生境这一名称已表明在厌氧区中不存在溶解氧。由于氧是易接受的最终电子受体,只要有氧存在,兼性厌氧细菌就不会启动其发酵代谢,不会产生脂肪酸,也不会诱导放磷。相反,只要有少量氧存在,足以导致先前放过磷的污泥吸磷。一般来说,厌氧区的DO应小于0.2mg/L。3)NO3-和NO2-与溶氧相似,厌氧区中存有NO3-和NO2-会以两种方式影响生物除磷:a�产酸菌可利用NO3-�58�作为最终电子受体氧化有机基质,因此NO3-和NO2-的存在会抑制产酸菌的厌氧发酵以及产生挥发性脂肪酸;b.反硝化菌利用NO3-进行反硝化,同时消耗易生物降解的有机基质,从而竞争性抑制了积磷菌的厌氧放磷。要减少回流污泥中携带的NO3-对厌氧区影响的最简单办法是减少回流污泥量。对缺氧区有混合液回流至厌氧区的UCT工艺和VIP工艺,可设法使缺氧区达到完全的反硝化来减少NO3-的含量。此外,降低缺氧区中NO3-的负荷也能减少回流混合液中NO3-的浓度。2�水质及其它的环境因子1)有机物浓度及其可利用性影响厌氧放磷的另一个因素是进水有机物浓度,南非开普敦大学的研究组对当地城市污水水质作了研究,发现进水TKN/COD<0.1时,反硝化完全,除磷效果好,TKN/COD在0.10~0�13时,要小心管理才能去磷。据他们的试验数据,在Phoredox工艺中TKN/COD<0.08时才能有效地除磷:当这一比值>0.14时,即使是UCT工艺除磷效果也不佳。当然这一比值是根据南非的城市污水组分得出的,对其它各国,污水组分中易生物降解基质浓度有