正磷酸鹽、偏磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽丶聚合磷酸鹽如何區分？

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磷在(zài)廢水中存在(zài)的(de)形式是(shì)什麽?

    磷是(shì)一(yī / yì ／yí)種活潑元素，在(zài)自然界中不(bù)以(yǐ)遊離狀态存在(zài)，而(ér)是(shì)以(yǐ)含磷有機物、無機磷化合物及還原态PH₃這(zhè)三種狀态存在(zài)。污水中含磷化合物可分爲(wéi / wèi)有機磷與無機磷兩類。

    無機磷幾乎都以(yǐ)各種磷酸鹽形式存在(zài)，包括正磷酸鹽、偏磷酸鹽、磷酸氫鹽、磷酸二氫鹽，以(yǐ)及聚合磷酸鹽如焦磷酸鹽、三磷酸鹽等。有機磷大(dà)多是(shì)有機磷農藥，如樂果、甲基對硫磷、乙基對硫磷、馬拉硫磷等構成，他(tā)們大(dà)多呈膠體和(hé / huò)顆粒狀，不(bù)溶于(yú)水，易溶于(yú)有機溶劑。可溶性有機磷隻占30%左右，多以(yǐ)葡萄糖-6-磷酸、2-磷酸-甘油酸及磷肌酸等形式存在(zài)。溶解磷占總磷的(de)1/3左右，PO₄ˉ-P磷中大(dà)分子(zǐ)磷占40%。

磷是(shì)怎樣轉化的(de)?影響因素有哪些?

    水體中的(de)可溶性磷很容易與Ca²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等離子(zǐ)生成難溶性沉澱物，例如AIPO₄、FePO₄等，沉積于(yú)水體底部成爲(wéi / wèi)底泥。聚積于(yú)底泥中的(de)磷的(de)存在(zài)形式和(hé / huò)數量，一(yī / yì ／yí)方面決定于(yú)污染物輸入和(hé / huò)通過地(dì / de)表與地(dì / de)下徑流的(de)排出(chū)情況;另一(yī / yì ／yí)方面決定于(yú)水中的(de)磷與底泥中的(de)磷之(zhī)間的(de)交換情況。沉積物中的(de)磷通過顆粒态磷的(de)懸浮和(hé / huò)水流的(de)湍流擴散再度被稀釋到(dào)上(shàng)層水體中，或者當沉積物中的(de)可溶性磷大(dà)大(dà)超過水體中磷的(de)濃度時(shí)，則可能重新釋放到(dào)水體中。

    在(zài)水中，磷離子(zǐ)以(yǐ)HPO₄^2—還是(shì)以(yǐ)H₂PO₄^—形式存在(zài)取決于(yú)pH值，當pH值在(zài)2～7時(shí)，水中磷酸鹽離子(zǐ)多數以(yǐ)H₂PO₄^—形式存在(zài)，而(ér)pH值在(zài)7～12時(shí)，則水中的(de)磷酸鹽離子(zǐ)多數以(yǐ)HPO₄^2—形式存在(zài)。所有含磷化合物都是(shì)首先轉化爲(wéi / wèi)正磷酸鹽(PO₄^3—)後，再轉化爲(wéi / wèi)其他(tā)形式。此時(shí)測定PO₄^3—的(de)含量，測定結果即是(shì)總磷的(de)含量。

磷的(de)來(lái)源是(shì)什麽?

    污水中的(de)磷部分來(lái)源于(yú)化肥和(hé / huò)農業廢棄物。同時(shí)，生活中含磷洗滌劑的(de)大(dà)量使用也(yě)使生活污水中磷的(de)含量顯著增加。此外，化工、造紙、橡膠、染料和(hé / huò)紡織印染、農藥、焦化、石油化工、發酵、醫藥與醫療及食品等行業排放的(de)廢水常含有有機磷化合物。

磷的(de)危害是(shì)什麽?

(1)磷對人(rén)體的(de)危害

    高磷洗衣粉對皮膚有直接刺激作用，嚴重的(de)會導緻接觸性皮膚炎、嬰兒尿布疹等疾病。同時(shí)磷會對神經中樞造成危害，特别是(shì)一(yī / yì ／yí)部分有機磷農藥的(de)生物降解性差，易在(zài)環境中殘留，對人(rén)、畜等脊椎動物具有相當高的(de)毒性，會抑制膽堿酯酶的(de)作用，影響神經系統功能，引起中毒甚至死亡。

(2)磷對海洋生物的(de)危害

    目前國(guó)内外廣泛使用的(de)有機磷農藥對海洋生物危害巨大(dà)，有機磷能夠激活對蝦體内的(de)潛伏病原體。魚、蝦等死亡事件層出(chū)不(bù)窮，已經對海水養殖業形成威脅。

(3)磷對土壤的(de)污染

    磷對土壤的(de)污染主要(yào / yāo)來(lái)源于(yú)過量使用農藥、化肥及污水灌溉。過量的(de)磷會超過土壤的(de)自淨能力，使土壤發生不(bù)良變化，導緻土壤自然正常功能失調。更嚴重的(de)會導緻毒化空氣和(hé / huò)水質，通過植物吸收，降低農副産品生物學質量，造成殘毒通過植物鏈傳遞最終危害人(rén)類生命和(hé / huò)健康。

(4)過量的(de)磷對水體有較大(dà)危害，造成水體富營養化

    對于(yú)引發水體富營養化而(ér)言，磷的(de)作用遠大(dà)于(yú)氮的(de)作用，水體中磷的(de)濃度不(bù)是(shì)很高時(shí)就(jiù)可以(yǐ)引起水體富營養化。

化學除磷的(de)概念和(hé / huò)工藝是(shì)什麽?

    化學除磷是(shì)通過化學沉澱過程完成的(de)，化學沉澱是(shì)指通過向污水中投加藥劑，其與污水中溶解性的(de)鹽類，如磷酸鹽混合後，形成顆粒狀、非溶解性的(de)物質，污水中進行的(de)不(bù)僅僅是(shì)沉澱反應，同時(shí)還進行着化學絮凝反應。采用的(de)藥劑一(yī / yì ／yí)般有鋁鹽、鐵鹽(亞鐵鹽)、石灰、鐵鋁聚合物。

    化學沉澱工藝是(shì)按沉澱藥劑的(de)投加位置來(lái)區分的(de)，實際中常采用的(de)有:前沉澱、同步沉澱和(hé / huò)後沉澱。

(1)前沉澱

    在(zài)沉澱池前投加金屬沉澱劑到(dào)原水中。其一(yī / yì ／yí)般需要(yào / yāo)設置産生渦流的(de)裝置或者供給能量以(yǐ)滿足混合的(de)需要(yào / yāo)。相應産生的(de)沉澱産物(大(dà)塊狀的(de)絮凝體)則在(zài)一(yī / yì ／yí)次沉澱池中通過沉澱而(ér)被分離。如果生物段采用的(de)是(shì)生物濾池，則不(bù)允許使用Fe²⁺藥劑，以(yǐ)防止對填料産生危害(産生黃鏽)。

    前沉澱工藝特别适合于(yú)現有污水處理廠的(de)改建(增加化學除磷措施)，因爲(wéi / wèi)通過這(zhè)一(yī / yì ／yí)工藝步驟不(bù)僅可以(yǐ)去除磷，  而(ér)且可以(yǐ)減少生物處理設施的(de)負荷。常用的(de)沉澱藥劑主要(yào / yāo)是(shì)生灰和(hé / huò)金屬鹽藥劑。經前沉澱後剩餘磷酸鹽的(de)含量爲(wéi / wèi)1.5～2.5mg/L,完全能滿足後續生物處理對磷的(de)需要(yào / yāo)。

(2)同步沉澱

    在(zài)生物處理過程中投加金屬沉澱劑。同步沉澱是(shì)使用最廣泛的(de)化學除磷工藝，其工藝是(shì)将沉澱藥劑投加在(zài)曝氣池出(chū)水或二次沉澱池進水中，個(gè)别情況也(yě)有将藥劑投加在(zài)曝氣池進水或回流污泥渠(管)中。目前很多污水廠都采用同步沉澱，加藥對活性污泥的(de)影響比較小。

(3)後沉澱

    将沉澱、絮凝以(yǐ)及被絮凝物質的(de)分離在(zài)一(yī / yì ／yí)個(gè)與生物設施相分離的(de)設施中進行，向出(chū)水中投加金屬沉澱劑，一(yī / yì ／yí)般将沉澱藥劑投加到(dào)二次沉澱池後的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)混合池中，之(zhī)後混合沉澱。并在(zài)其後設置絮凝池和(hé / huò)沉澱池(或氣浮池)。

    對于(yú)要(yào / yāo)求不(bù)嚴的(de)受納水體，在(zài)後沉澱工藝中可采用石灰乳液藥劑，但必須對出(chū)水pH值加以(yǐ)控制，比如采用沼氣中的(de)CO₂進行中和(hé / huò)。采用氣浮池可以(yǐ)比沉澱池更好地(dì / de)去除懸浮物和(hé / huò)總磷，但因爲(wéi / wèi)需恒定供應空氣而(ér)運轉費用較高。

生物除磷的(de)原理及影響因素?

    廢水中磷的(de)存在(zài)形态取決于(yú)廢水的(de)類型，最常見的(de)是(shì)磷酸鹽、聚磷酸鹽和(hé / huò)有機磷。生活廢水的(de)含磷量一(yī / yì ／yí)般在(zài)10～15mg/L左右，其中70%是(shì)可溶性的(de)。常規二級生物處理的(de)出(chū)水中90%左右的(de)磷以(yǐ)磷酸鹽的(de)形式存在(zài)。在(zài)傳統的(de)活性污泥法中，磷作爲(wéi / wèi)微生物正常生長所必需的(de)元素用于(yú)微生物菌體的(de)合成，并以(yǐ)生物污泥的(de)形式排出(chū)，從而(ér)引起磷的(de)去除，能夠獲得10%～30%的(de)除磷效果。在(zài)某些情況下，微生物吸收的(de)磷量超過了(le／liǎo)微生物正常生長所需要(yào / yāo)的(de)磷量，這(zhè)就(jiù)是(shì)活性污泥的(de)生物超量除磷現象，廢水生物除磷技術正是(shì)利用生物超量除磷的(de)原理而(ér)發展起來(lái)的(de)。

生物除磷的(de)原理：

    根據霍爾米(Holmers)提出(chū)的(de)化學式，活性污泥的(de)組成是(shì)C₁₁₈H₁₇₀O₅₁N₁₇P，由此可知，C:N:P=46:8:1。如果廢水中N、P的(de)含量低于(yú)此值，則需另行從外部投加;如等于(yú)此值，則在(zài)理論上(shàng)應當是(shì)能夠全部攝取而(ér)加以(yǐ)去除的(de)。

    生物除磷的(de)基本原理是(shì)利用一(yī / yì ／yí)種被稱爲(wéi / wèi)聚磷菌(也(yě)稱爲(wéi / wèi)除磷菌、磷細菌等)的(de)細菌在(zài)厭氧條件下能充分釋放其細胞體内的(de)聚合磷酸鹽(該過程稱爲(wéi / wèi)厭氧釋磷);而(ér)在(zài)好氧條件下又能超過其生理需要(yào / yāo)從水中吸收磷  (該過程稱爲(wéi / wèi)好氧吸磷)，并将其轉化爲(wéi / wèi)細胞體内的(de)聚合磷酸鹽，從而(ér)形成富含磷的(de)生物污泥，通過沉澱從系統中排出(chū)這(zhè)種富磷污泥，達到(dào)從廢水中除磷的(de)效果。聚磷菌的(de)作用機理如圖所示。

    ①在(zài)厭氧區内的(de)釋磷過程，在(zài)沒有溶解氧和(hé / huò)硝态氮存在(zài)的(de)厭氧條件下，兼性細菌通過發酵作用将溶解性BOD轉化爲(wéi / wèi)揮發性有機酸(VFA)，聚磷菌吸收VFA并進入細胞内，同化合成爲(wéi / wèi)胞内碳源的(de)儲存物——聚-β-羟基丁酸鹽(PHB)，所需的(de)能量來(lái)源于(yú)聚磷菌将其細胞内的(de)有機态磷轉化爲(wéi / wèi)無機态磷的(de)反應，并導緻磷酸鹽的(de)釋放。

    ②在(zài)好氧區内的(de)吸磷過程，聚磷菌的(de)活力得到(dào)恢複并以(yǐ)聚磷的(de)形态儲存超出(chū)生長需要(yào / yāo)的(de)磷量，通過對PHB的(de)氧化代謝産生能量用于(yú)磷的(de)吸收和(hé / huò)聚磷的(de)合成，能量以(yǐ)聚磷酸高能鍵的(de)形式儲存起來(lái)，磷酸鹽從液相去除。産生的(de)高磷污泥通過剩餘污泥的(de)形式得到(dào)排放，從而(ér)将磷從系統中去除。

    由上(shàng)可知，聚磷菌在(zài)厭氧狀态下釋放磷獲取能量以(yǐ)吸收廢水中溶解性有機物，在(zài)好氧狀态下降解吸收的(de)溶解性有機物獲取能量以(yǐ)吸收磷，在(zài)整個(gè)生物除磷過程中表現爲(wéi / wèi)PHB的(de)合成與分解。三磷酸腺苷(ATP)則作爲(wéi / wèi)能量的(de)傳遞者。PHB的(de)合成與分解作爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)種能量的(de)儲存和(hé / huò)釋放過程，在(zài)聚磷菌的(de)攝磷和(hé / huò)放磷過程中起着十分重要(yào / yāo)的(de)作用，即聚磷菌對PHB合成能力的(de)大(dà)小将直接影響其攝磷能力的(de)高低。正是(shì)因爲(wéi / wèi)聚磷菌在(zài)厭氧好氧交替運行的(de)系統中有釋磷和(hé / huò)攝磷的(de)作用，才使得它在(zài)與其他(tā)微生物的(de)競争中取得優勢，從而(ér)使除磷作用向正反應的(de)方向進行。聚磷菌在(zài)厭氧條件下能夠将其體内儲存的(de)聚磷酸鹽分解，以(yǐ)提供能量攝取廢水中的(de)溶解性有機基質，合成并儲存PHB，這(zhè)樣使得其在(zài)與其他(tā)微生物的(de)競争中，其他(tā)微生物可利用的(de)基質減少，從而(ér)不(bù)能很好地(dì / de)生長。在(zài)好氧階段，由于(yú)聚磷菌的(de)過量攝磷作用，使得活性污泥中的(de)其他(tā)微生物得不(bù)到(dào)足夠的(de)有機基質及磷酸鹽，也(yě)使聚磷菌在(zài)與其他(tā)微生物的(de)競争中獲得優勢。

生物除磷的(de)影響因素：

(1)溶解氧

    溶解氧的(de)影響包括兩個(gè)方面。首先必須在(zài)厭氧區中控制嚴格的(de)厭氧條件，這(zhè)直接關系到(dào)聚磷菌的(de)生長狀況、釋磷能力及利用有機基質合成PHB的(de)能力。由于(yú)DO的(de)存在(zài)，一(yī / yì ／yí)方面DO将作爲(wéi / wèi)最終電子(zǐ)受體而(ér)抑制厭氧菌的(de)發酵産酸作用，妨礙磷的(de)釋放;另一(yī / yì ／yí)方面會耗盡能快速降解的(de)有機基質，從而(ér)減少聚磷菌所需的(de)脂肪酸産生量，造成生物除磷效果差。其次是(shì)在(zài)好氧區中要(yào / yāo)供給足夠的(de)溶解氧，以(yǐ)滿足聚磷菌對其儲存的(de)PHB進行降解，釋放足夠的(de)能量供其過量攝磷之(zhī)需，有效地(dì / de)吸收廢水中的(de)磷。一(yī / yì ／yí)般厭氧段的(de)DO應嚴格控制在(zài)0.2mg/L以(yǐ)下，而(ér)好氧段的(de)溶解氧控制在(zài)2.0mg/L左右。

(2)厭氧區硝态氮

    硝态氮包括硝酸鹽氮和(hé / huò)亞硝酸鹽氮，其存在(zài)同樣也(yě)會消耗有機基質而(ér)抑制聚磷菌對磷的(de)釋放，從而(ér)影響在(zài)好氧條件下聚磷菌對磷的(de)吸收。另一(yī / yì ／yí)方面，硝态氮的(de)存在(zài)會被部分生物聚磷菌(氣單胞菌)利用作爲(wéi / wèi)電子(zǐ)受體進行反硝化，從而(ér)影響其以(yǐ)發酵中間産物作爲(wéi / wèi)電子(zǐ)受體進行發酵産酸，從而(ér)抑制了(le／liǎo)聚磷菌的(de)釋磷和(hé / huò)攝磷能力及PHB的(de)合成能力。

(3)溫度

    溫度對除磷效果的(de)影響不(bù)如對生物脫氮過程的(de)影響那麽明顯，因爲(wéi / wèi)在(zài)高溫、中溫、低溫條件下，不(bù)同的(de)菌群都具有生物脫磷的(de)能力，但低溫運行時(shí)厭氧區的(de)停留時(shí)間要(yào / yāo)更長一(yī / yì ／yí)些，以(yǐ)保證發酵作用的(de)完成及基質的(de)吸收。在(zài)5~30°C的(de)範圍内，都可以(yǐ)得到(dào)很好的(de)除磷效果。

(4)pH值

    pH值在(zài)6～8的(de)範圍内時(shí)，磷的(de)厭氧釋放過程比較穩定。pH值低于(yú)6.5時(shí)生物除磷的(de)效果會大(dà)大(dà)降低。

(5)BOD負荷和(hé / huò)有機物性質

    廢水生物除磷工藝中，厭氧段有機基質的(de)種類、含量及其與微生物營養物質的(de)比值(BOD₅/TP)是(shì)影響除磷效果的(de)重要(yào / yāo)因素。不(bù)同的(de)有機物爲(wéi / wèi)基質時(shí)，磷的(de)厭氧釋放和(hé / huò)好氧攝取是(shì)不(bù)同的(de)。根據生物除磷原理，相對分子(zǐ)質量較小的(de)易降解的(de)有機物(如低級脂肪酸類物質)易于(yú)被聚磷菌利用，将其體内儲存的(de)多聚磷酸鹽分解釋放出(chū)磷，誘導磷釋放的(de)能力較強，而(ér)高分子(zǐ)難降解的(de)有機物誘導釋磷的(de)能力較弱。厭氧階段磷的(de)釋放越充分，好氧階段磷的(de)攝取量就(jiù)越大(dà)。另一(yī / yì ／yí)方面，聚磷菌在(zài)厭氧段釋放磷所産生的(de)能量，主要(yào / yāo)用于(yú)其吸收進水中低分子(zǐ)有機基質合成PHB儲存在(zài)體内，以(yǐ)作爲(wéi / wèi)其在(zài)厭氧條件壓抑環境下生存的(de)基礎。因此，進水中是(shì)否含有足夠的(de)有機基質提供給聚磷菌合成PHB，是(shì)關系到(dào)聚磷菌在(zài)厭氧條件下能否順利生存的(de)重要(yào / yāo)因素。一(yī / yì ／yí)般認爲(wéi / wèi)，進水中BOD₅/TP要(yào / yāo)大(dà)于(yú)15才能保證聚磷菌有足夠的(de)基質需求而(ér)獲得良好的(de)除磷效果。爲(wéi / wèi)此，有時(shí)可以(yǐ)采用部分進水和(hé / huò)省去初次沉澱池的(de)方法來(lái)獲得除磷所需的(de)BOD負荷。

(6)污泥齡

    由于(yú)生物脫磷系統主要(yào / yāo)是(shì)通過排除剩餘污泥去除磷的(de)，因此剩餘污泥量的(de)多少将決定系統的(de)除磷效果。而(ér)污泥齡的(de)長短對污泥的(de)攝磷作用及剩餘污泥的(de)排放量有着直接的(de)影響。一(yī / yì ／yí)般來(lái)說(shuō)，污泥齡越短，污泥含磷量越高，排放的(de)剩餘污泥量就(jiù)越多，越可以(yǐ)取得較好的(de)脫磷效果。短的(de)污泥齡還有利于(yú)好氧段控制硝化作用的(de)發生而(ér)利于(yú)厭氧段充分釋磷，因此，僅以(yǐ)除磷爲(wéi / wèi)目的(de)的(de)污水處理系統中，一(yī / yì ／yí)般宜采用較短的(de)污泥齡。但過短的(de)污泥齡不(bù)僅會影響出(chū)水的(de)BOD₅和(hé / huò)COD，甚至會使出(chū)水的(de)BOD₅和(hé / huò)COD達不(bù)到(dào)要(yào / yāo)求。以(yǐ)除磷爲(wéi / wèi)目的(de)的(de)生物處理工藝，污泥齡一(yī / yì ／yí)般控制在(zài)3.5～7d。一(yī / yì ／yí)般來(lái)說(shuō)，厭氧區的(de)停留時(shí)間越長，除磷效果越好。但過長的(de)停留時(shí)間并不(bù)會太多地(dì / de)提高除磷效果，而(ér)且會有利于(yú)絲狀菌的(de)生長，使污泥的(de)沉澱性能惡化，因此厭氧段的(de)停留時(shí)間不(bù)宜過長。剩餘污泥的(de)處理方法也(yě)會對系統的(de)除磷效果産生影響，因爲(wéi / wèi)污泥濃縮池中呈厭氧狀态會造成聚磷菌的(de)釋磷，使濃縮池上(shàng)清液和(hé / huò)污泥脫水液中含有高濃度的(de)磷，因此有必要(yào / yāo)采取合适的(de)污泥處理方法，避免磷的(de)重新釋放。

生物除磷工藝

    廢水生物除磷工藝一(yī / yì ／yí)般由兩個(gè)過程組成，即厭氧釋磷和(hé / huò)好氧攝磷兩個(gè)過程。目前應用的(de)生物除磷工藝主要(yào / yāo)有在(zài)生物除磷基本原理基礎上(shàng)發展起來(lái)的(de)弗斯特利普(Phostrip)除磷工藝和(hé / huò)厭氧-好氧(An/O)活性污泥法除磷工藝。

(1)弗斯特利普除磷工藝：

    弗斯特利普(Phostrip)除磷工藝是(shì)将生物除磷與化學除磷相結合的(de)一(yī / yì ／yí)種工藝，即在(zài)傳統活性污泥過程的(de)污泥回流管線上(shàng)增設厭氧釋磷池和(hé / huò)混合反應池，采用生物和(hé / huò)化學相結合的(de)方法提高除磷效果。該工藝以(yǐ)生物除磷爲(wéi / wèi)主體，以(yǐ)化學除磷輔助去除厭氧釋磷後的(de)上(shàng)清液中的(de)磷酸鹽，可以(yǐ)保證釋磷後的(de)污泥主要(yào / yāo)用于(yú)對進水中的(de)磷酸鹽進行吸收，因此可以(yǐ)達到(dào)更高的(de)除磷效果。其工藝流程如圖所示。

    該工藝各設備單元的(de)功能：

    ①含磷廢水進入曝氣池，同步進入曝氣池的(de)還有由除磷池回流的(de)脫磷但含有聚磷菌的(de)污泥。曝氣池的(de)功能是(shì):使聚磷菌過量地(dì / de)攝取磷，去除有機物(BOD或COD)，還可能出(chū)現硝化作用。

    ②從曝氣池流出(chū)的(de)混合液(污泥含磷，廢水已經除磷)進人(rén)沉澱池I，在(zài)這(zhè)裏進行泥水分離，含磷污泥沉澱，已除磷的(de)上(shàng)清液作爲(wéi / wèi)處理水而(ér)排放。

    ③含磷污泥進入除磷池，除磷池應保持厭氧狀态，即DO≈0，NOx^—≈0，含磷污泥在(zài)這(zhè)裏釋放磷，并投加沖洗水，使磷充分釋放，已釋放磷的(de)污泥沉于(yú)池底，并回流至曝氣池，再次用于(yú)吸收廢水中的(de)磷。含磷上(shàng)清液從上(shàng)部流出(chū)進入混合池。

    ④含磷上(shàng)清液進入混合池，同步向混合池投加石灰乳，經混合後進人(rén)攪拌反應池，使磷與石灰反應，形成磷酸鈣[Ca₃(PO₄)₂]固體物質。此系用化學法除磷。

    ⑤沉澱池Ⅱ爲(wéi / wèi)混凝沉澱池，經過混凝反應形成的(de)磷酸鈣固體物質在(zài)這(zhè)裏與上(shàng)清液分離。已除磷的(de)上(shàng)清液回流進人(rén)曝氣池，而(ér)含有大(dà)量Ca₃(PO₄)₂的(de)污泥排出(chū)，這(zhè)種含有高濃度PO₃^—的(de)污泥宜用作肥料。

    弗斯特利普除磷工藝已有很多應用實例。其主要(yào / yāo)特征有:

    ①生物除磷與化學除磷相結合，除磷效果良好，處理水中含磷量一(yī / yì ／yí)般都低于(yú)1mg/L。

    ②産生的(de)剩餘污泥中含磷量比較高，約爲(wéi / wèi)2.1%～7.1%，污泥回流應經過除磷池。

    ③與完全的(de)化學除磷法相比，所需的(de)石灰用量比較低，一(yī / yì ／yí)般介于(yú)21～31.8mg/[Ca(OH)₂·m³]。

    ④活性污泥的(de)SVI值<100mL/g，污泥易于(yú)沉澱、濃縮、脫水，污泥肥分高，絲狀菌難于(yú)增殖，污泥不(bù)膨脹，且易于(yú)濃縮脫水。

    ⑤可以(yǐ)根據BOD/P的(de)比值來(lái)靈活調節回流污泥與混凝污泥的(de)比例。

    ⑥流程複雜，運行管理比較複雜，由于(yú)投加石灰乳，緻使運行費用也(yě)有所提高，基建費用高。

    ⑦沉澱池I的(de)底部可能形成缺氧狀态而(ér)産生釋放磷的(de)現象，因此，應當及時(shí)排泥和(hé / huò)回流。

(2)厭氧-好氧活性污泥除磷工藝

    厭氧-好氧活性污泥組合工藝(anaerobic/oxic,An/O)是(shì)直接在(zài)生物除磷基本原理的(de)基礎上(shàng)設計出(chū)來(lái)的(de)，其工藝流程如圖所示。

    ①工藝流程

    An/O脫磷工藝主要(yào / yāo)由厭氧池、好氧池、二沉池構成，廢水和(hé / huò)污泥順序經厭氧和(hé / huò)好氧交替循環流動。回流污泥進人(rén)厭氧池可吸附一(yī / yì ／yí)部分有機物并釋放出(chū)大(dà)量的(de)磷，進人(rén)好氧池的(de)廢水中的(de)有機物得到(dào)好氧降解，同時(shí)污泥将大(dà)量攝取廢水中的(de)磷，部分富磷污泥以(yǐ)剩餘污泥排出(chū)，實現除磷的(de)目的(de)。

    選擇An/O組合工藝的(de)前提條件：在(zài)An/O組合工藝中，一(yī / yì ／yí)般進水要(yào / yāo)求有較高含量的(de)易降解有機基質，這(zhè)是(shì)采用An/O組合工藝的(de)前提。

    An/O組合工藝的(de)特點：在(zài)厭氧好氧生物除磷(An/O)組合工藝中，厭氧池應維持嚴格的(de)厭氧狀态，要(yào / yāo)求池内基本沒有硝态氮(例如硝态氮濃度低于(yú)0.2mg/L)，溶解氧濃度低于(yú)0.4mg/L。厭氧池容積一(yī / yì ／yí)般占總容積的(de)20%，厭氧池一(yī / yì ／yí)-般分格，每格都設有攪拌器，維持污泥懸浮狀态。厭氧池第一(yī / yì ／yí)格的(de)硝态氮濃度要(yào / yāo)求在(zài)0.3mg/L以(yǐ)下，最好爲(wéi / wèi)0.2mg/L以(yǐ)下，運行中要(yào / yāo)避免好氧池的(de)硝化混合液進人(rén)厭氧池，并控制回流污泥的(de)硝态氮含量。厭氧池分格有利于(yú)抑制絲狀菌的(de)生長，産生沉降性能優越的(de)污泥。

    好氧池可采用機械曝氣或擴散曝氣，實際應用中的(de)溶解氧濃度控制在(zài)1.0mg/L以(yǐ)上(shàng)，以(yǐ)保障有機底物的(de)降解和(hé / huò)磷的(de)吸收。

    該工藝利用聚磷菌厭氧釋磷和(hé / huò)好氧吸磷的(de)特性，通過排放高含磷污泥達到(dào)除磷目的(de)。若進水中的(de)磷與有機底物濃度之(zhī)比較高，由于(yú)有機底物負荷較低，剩餘污泥量較少，因而(ér)較難達到(dào)穩定的(de)處理效果，故該工藝尤其适于(yú)進水中磷與有機底物濃度之(zhī)比很低的(de)情況。由于(yú)An/O組合工藝的(de)污泥齡短(2～6d)，系統往往達不(bù)到(dào)硝化，回流污泥也(yě)就(jiù)不(bù)會攜帶硝酸鹽至厭氧區。

    厭氧-好氧活性污泥系統中強調了(le／liǎo)進水與回流污泥混合後維持厭氧狀态的(de)必要(yào / yāo)性，這(zhè)種厭氧狀态的(de)維持不(bù)僅能促進聚磷菌的(de)選擇性增強，而(ér)且所産生的(de)污泥基本上(shàng)無絲狀菌，活性高、密實、可快速沉澱。由于(yú)絲狀菌基本都是(shì)好氧菌，厭氧狀态對其不(bù)利，因此該工藝不(bù)僅可有效除磷，而(ér)且可改善污泥的(de)性能。

    An/O組合工藝流程簡單，既無須投藥，也(yě)無須考慮内循環，因此，建設費用及運行費用都較低，而(ér)且由于(yú)無内循環的(de)影響，厭氧反應器能夠保持良好的(de)厭氧(或缺氧)狀态。

    ②An/O組合工藝具有如下優點：

    污泥在(zài)反應器内的(de)停留時(shí)間一(yī / yì ／yí)般從2～6d，是(shì)比較短的(de)。

    反應器(曝氣池)内的(de)污泥濃度一(yī / yì ／yí)般在(zài)2700～3000mg/L之(zhī)間。

    BOD的(de)去除率大(dà)緻與一(yī / yì ／yí)般的(de)活性污泥系統相同。磷的(de)去除率較好，處理水中的(de)磷含量一(yī / yì ／yí)般都低于(yú)l.0mg/L去除率在(zài)76%左右。

    沉澱污泥(剩餘污泥)中的(de)含磷率約爲(wéi / wèi)4%，具有較高的(de)肥效，可用作農肥。

    由于(yú)整個(gè)系統中的(de)活性污泥交替處在(zài)厭氧和(hé / huò)好氧條件下，混合液的(de)SVI值≤100mL/g，沉降性好，發生污泥膨脹的(de)可能性較小。

    ③本工藝具有如下問題：

    除磷率難以(yǐ)進一(yī / yì ／yí)步提高，因爲(wéi / wèi)微生物對磷的(de)吸收即便是(shì)過量吸收，也(yě)是(shì)有一(yī / yì ／yí)定限度的(de)，特别是(shì)當進水BOD值不(bù)高或廢水中含磷量較高，即P/BOD值高時(shí)，由于(yú)污泥的(de)産量低，将更是(shì)如此。

    在(zài)沉澱池内容易産生磷的(de)釋放，特别是(shì)當污泥在(zài)沉澱池内停留時(shí)間較長時(shí)更是(shì)如此，應注意及時(shí)排泥和(hé / huò)回流。

    ④厭氧-好氧(An/O)生物除磷組合工藝的(de)設計及其影響因素

    厭氧-好氧(An/O)生物除磷組合工藝的(de)設計計算中，反應池總有效容積的(de)計算、需氧量及曝氣系統的(de)計算等可參照傳統推流式活性污泥系統的(de)設計;厭氧段的(de)布置及反應池長、寬、深等具體尺寸計算等可參照缺氧-好氧(A/(O)生物脫氮組合工藝的(de)設計。

    ⑤厭氧-好氧(An/O)生物除磷組合工藝的(de)影響因素：

    有機底物污泥負荷NTS：在(zài)An/O組合工藝中，由于(yú)聚磷菌厭氧釋磷時(shí)，需要(yào / yāo)攝取簡單有機物爲(wéi / wèi)自身碳源PHB，因此爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)滿足聚磷菌對有機物的(de)攝取，保證良好的(de)除磷效果，有機底物污泥負荷NTS不(bù)應小于(yú)0.1kgBOD₅/(kgMLSS·d)。

    污泥濃度XT和(hé / huò)污泥回流比R：在(zài)An/O組合工藝中，由于(yú)厭氧(An)段和(hé / huò)好氧(O)段的(de)活性污泥内微生物菌群都以(yǐ)異養菌爲(wéi / wèi)主，因此其濃度XT、污泥回流比R等參數與僅考慮異養除碳效能的(de)傳統活性污泥過程相近，其中MLSS取2700～3000mg/L，R取50%～100 %。

    污泥齡θc：在(zài)An/O組合工藝中，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)防止硝化過程的(de)發生，其污泥齡僅以(yǐ)滿足聚磷菌和(hé / huò)除碳異養菌爲(wéi / wèi)準，一(yī / yì ／yí)般θc取2～6d。

    水力停留時(shí)間(HRT)由于(yú)An/O組合工藝中的(de)微生物菌群主要(yào / yāo)爲(wéi / wèi)異養菌，其對BOD₅的(de)去除率大(dà)緻與傳統活性污泥過程相似，反應池内的(de)水力停留時(shí)間較短，一(yī / yì ／yí)般厭氧池An段的(de)HRT爲(wéi / wèi)1～2h，好氧池O段的(de)HRT爲(wéi / wèi)2～4h，總共3～6h，An段的(de)HRT與O段的(de)HRT的(de)比值一(yī / yì ／yí)-般爲(wéi / wèi)1:(2～3)。

    溶解性總磷與溶解性BOD₅之(zhī)比，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)滿足聚磷菌厭氧釋磷過程中對簡單有機底物的(de)需求，要(yào / yāo)求廢水中溶解性總磷與溶解性BOD₅的(de)比值(即S-TP/SBOD₅)不(bù)大(dà)于(yú)0.06，磷的(de)去除率達70%～80%，處理後出(chū)水的(de)磷濃度一(yī / yì ／yí)般小于(yú)1.0mg/L。

    溶解氧DO在(zài)An/O組合工藝中，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)保持厭氧段的(de)厭氧釋磷條件，要(yào / yāo)求其DO濃度約爲(wéi / wèi)0mg/L。爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)滿足好氧段聚磷菌好氧吸磷對DO的(de)需求，要(yào / yāo)求0段的(de)DO濃度爲(wéi / wèi)2mg/L左右。

    ⑥厭氧-好氧(An/O))生物除磷組合工藝的(de)發展

    由于(yú)聚磷菌可直接利用的(de)基質多爲(wéi / wèi)VFA類易降解有機基質，若原水中VFA類有機基質含量較低，則傳統An/0組合工藝除磷的(de)效能将受到(dào)影響。針對這(zhè)一(yī / yì ／yí)問題，Barnard在(zài)傳統An/O組合工藝的(de)基礎上(shàng)進行改進，并提出(chū)了(le／liǎo)AP(activated primary)組合工藝，如圖所示。

    AP組合工藝旨在(zài)通過對初沉污泥的(de)發酵産生乙酸鹽等利于(yú)聚磷菌利用的(de)低相對分子(zǐ)質量有機基質，從而(ér)利于(yú)後面的(de)An/O系統的(de)良好運行，使厭氧段的(de)水力停留時(shí)間縮短至1h或更短。

常用的(de)生物除磷工藝：

(1)A/O工藝流程

    厭氧/好氧活性污泥除磷系統(A/O)由前段厭氧池和(hé / huò)後段好氧池串聯組成，A/O除磷工藝流程如圖所示。

    前段爲(wéi / wèi)厭氧池，城市污水和(hé / huò)回流污泥進入該池，并借助水下推進式攪拌器的(de)作用使其混合。回流污泥中的(de)聚磷酸在(zài)厭氧池可吸收去除一(yī / yì ／yí)部分有機物，同時(shí)釋放出(chū)大(dà)量磷。然後混合液流人(rén)後段好氧池，污水中的(de)有機物在(zài)其中得到(dào)氧化分解，同時(shí)聚磷菌将變本加厲，超量地(dì / de)攝取污水中的(de)磷，然後通過排放高磷剩餘污泥而(ér)使污水中的(de)磷得到(dào)去除。好氧池在(zài)良好的(de)運行狀況下，剩餘污泥中磷的(de)含量在(zài)2.5%以(yǐ)上(shàng)。

    A/O生物除磷工藝的(de)主要(yào / yāo)特點:

      工藝流程簡單。

      厭氧池在(zài)前、好氧池在(zài)後，有利于(yú)抑制絲狀菌的(de)生長。混合液的(de)SVI小于(yú)100，污泥易沉澱，不(bù)易發生污泥膨脹，并能減輕好氧池的(de)有機負荷。

      在(zài)反應池内，水力停留時(shí)間較短，一(yī / yì ／yí)般厭氧池的(de)水力停留時(shí)間爲(wéi / wèi)1～2h，好氧池的(de)水力停留時(shí)間爲(wéi / wèi)2～4h，總共爲(wéi / wèi)3～6h。厭氧池/好氧池的(de)水力停留時(shí)間之(zhī)比一(yī / yì ／yí)般爲(wéi / wèi)1:(2～3)。

    剩餘活性污泥含磷率高，一(yī / yì ／yí)般爲(wéi / wèi)2.5%以(yǐ)上(shàng)，故污泥肥效好。

    除磷率難以(yǐ)進一(yī / yì ／yí)步提高。當污水BOD濃度不(bù)高或含磷量高時(shí)，則P/BOD₅比值高，剩餘污泥産量低，使除磷率難以(yǐ)提高。

    當污泥在(zài)沉澱池内停留時(shí)間較長時(shí)，則聚磷菌會在(zài)厭氧狀态下産生磷的(de)釋放，從而(ér)降低該工藝的(de)除磷率，所以(yǐ)應注意及時(shí)排泥和(hé / huò)使污泥回流。

(2)Phostrip工藝流程

    Phostrip工藝是(shì)由Levin在(zài)1965年首先提出(chū)的(de)，該工藝是(shì)在(zài)回流污泥的(de)分流管線上(shàng)增設一(yī / yì ／yí)個(gè)脫磷池和(hé / huò)化學沉澱池而(ér)構成的(de)。

    Phostrip工藝流程

    該工藝将A₂/O工藝的(de)厭氧段改造成類似于(yú)普通重力濃縮池的(de)磷解吸池，部分回流污泥在(zài)磷解吸池内厭氧放磷，污泥停留時(shí)間一(yī / yì ／yí)般5～12h，水力表面負荷小于(yú)20m³/(m²·d)。經濃縮後污泥進入缺氧池，解磷池上(shàng)層清液含有高濃度的(de)磷，将此上(shàng)層清液排人(rén)石灰混疑沉澱池進行化學處理生成磷酸鈣沉澱，該含磷污泥可作爲(wéi / wèi)農業肥料，而(ér)混凝沉澱池出(chū)水應流人(rén)初沉池再進行處理。Phostrip工藝不(bù)僅通過高磷剩餘污泥除磷，而(ér)且還通過化學沉澱除磷。該工藝具有生物除磷和(hé / huò)化學除磷雙重作用，所以(yǐ)Phostrip工藝具有高效除磷功能。