污水强化除磷工艺的现状与未来

污水强化除磷工艺的现状与未来郝晓地,朱景义,曹秀芹(北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心,北京100044)摘要:对强化生物除磷工艺的基本概念、外加碳源的作用、脱氮除磷的关系、环境影响参数进行了阐述,并介绍了聚磷菌菌群研究的最新进展。最后探讨了如何通过生产鸟粪石(MAP)实现磷元素回收,并围绕污水除磷和回收磷这一课题,提出了研究方向。关键词:富营养化;聚磷菌;强化生物除磷;反硝化除磷;鸟粪石中图分类号:X703.1文献标识码:B文章编号:1000-4602(2005)11-0037-04SituationandFutureDevelopmentontheEnhancedPhosphorusRemovalfromWastewaterHAOXiao-d,iZHUJing-y,iCAOXiu-qin(R&DCenterforSustainableEnvironmentalBiotechnology,BeijingInstituteofCivilEngineeringandArchitecture,Beijing100044,China)Abstract:Theenhancedbiologicalphosphorusremovalprocesswasdescribedinthebasiccon-cep,tfunctionofcarbonsourceadded,relationshipbetweenphosphorusremovalandnitrogenremova,landenvironmentalimpactparameters.Theupdatedprogressintheresearchofpolyphosphateaccumula-tingorganisms(PAOs)wasintroduced.Andfinally,thephosphorusrecoverybyproductionofstruvitewasdiscussed,andthedirectionintheresearchofphosphorusremovalandrecoveryfromwastewaterwaspresented.Keywords:eutrophication;polyphosphateaccumulatingorganisms;enhancedbiologicalphosphorusremova;ldenitrifyingphosphorusremova;lstruvite基金项目:建设部2005年科学技术项目计划)))研究开发项目(05-K2-8);北京市教育委员会科技发展计划重点项目(KZ200410016017);北京市留学人员科技活动择优资助项目(2005)1强化生物除磷工艺(EBPR)目前磷是环境保护中的一个矛盾焦点:一方面,污水中磷的过量排放已对环境造成了极大的危害,全球范围内水体富营养化随处可见,赤潮现象不断发生,所以污水除磷是必须的;另一方面,磷元素又是极其稀缺的自然资源,当前对磷矿石的超量开采必然导致不久的将来磷资源极度匮乏以及生产成本直线上升。所以,如何从污水中回收宝贵的磷资源又是每一个环保专业人员所必须重视的。生物强化除磷工艺(EBPR)正好适应了这一形势,满足了从污水中除磷的同时回收磷资源的要求。EBPR工艺不同于任何以往的除磷工艺,污水中的磷不是生成了不可溶化学沉淀物或是为有机体所吸收利用成为有机体的组成部分,而是被活性污泥中的特定微生物)))聚磷菌(PAOs)超量吸收,并以聚磷酸盐的形式贮存在聚磷菌细胞内,这就为回收磷#37#第21卷第11期2005年11月中国给水排水CHINAWATER&WASTEWATERVo.l21No.11Nov.2005提供了可能。111外加碳源的影响在EBPR工艺的接种驯化阶段,厌氧反应器中要有足够的有机物供聚磷菌合成PHA,这就需要加入碳源物质。常用的碳源物质有乙酸、葡萄糖,但不同的碳源物质会使微生物合成的聚合物有所不同。在该工艺的驯化过程中乙酸是优质的碳源,能够被微生物快速高效地吸收到体内并合成PHA(主要是PHB)。同时,乙酸的快速吸收还能间接地促进正磷酸盐的释放,这样就为好氧时吸收磷创造了前提。Ahn等人在研究中发现,在污泥沉淀及向厌氧池转移的过程中加入乙酸,能有效地促进正磷酸盐在污泥层中的释放,而在随后的好氧状态下几乎所有的正磷酸盐都被微生物吸收。而将葡萄糖作为主要碳源加入时,其效果不如使用乙酸那么明显,释放的正磷酸盐较少,且微生物合成的PHA中PHV的比例增加。要使以葡萄糖为底物的EBPR工艺取得成功,反应器中就必须存在至少两类微生物)))产乳酸菌(LPO)和聚磷菌。尽管葡萄糖被产乳酸菌转化为其他物质(可能是乳酸聚合物),但一定量的PHA仍然可以由聚磷菌在厌氧状态下合成