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一、磷元素的核心作用
微生物生長與代謝
- 磷是微生物細胞(如細菌、真菌)合成核酸、ATP、細胞膜磷脂的必需元素，占細胞干重的1%-2%。
- 參與能量代謝(如ATP的生成與分解)和酶活性調控。
活性污泥性能維持
- 適量磷可增強微生物代謝活性，促進有機物降解效率。
- 影響胞外聚合物(EPS)分泌，改善污泥絮凝和沉降性能。
二、總磷的微生物去除機制
1. 生物除磷(以聚磷菌為主)
- 厭氧階段：
聚磷菌在厭氧(無DO、無硝酸鹽)條件下分解細胞內的聚磷酸鹽，釋放磷酸鹽至水中，并通過發酵碳源(如VFA)合成PHA(聚羥基脂肪酸酯)儲存能量。
- 好氧階段：
聚磷菌利用PHA分解產生的能量，過量吸收水中的磷酸鹽，合成聚磷酸鹽顆粒儲存于細胞內。
- 排泥去除：
通過剩余污泥排放，將富集磷的聚磷菌排出系統，實現總磷去除。
2. 化學除磷(輔助手段)
- 原理：投加鋁鹽(如硫酸鋁)、鐵鹽(如氯化鐵)或石灰，與磷酸鹽反應生成難溶性沉淀物(如AlPO?、FePO?、Ca??(PO?)?(OH)?)。
- 條件：
- pH控制：鋁鹽需pH 5-7，鐵鹽需pH 6-8，石灰需pH>9。
- 混合強度：快速混合促進絮凝，慢速混合利于沉淀。
三、生物除磷的關鍵條件
碳源充足
- 厭氧段需提供足夠的易降解有機物(如BOD?)，以支持聚磷菌合成PHA。
- 建議BOD?/TP ≥ 20-30。
溶解氧(DO)控制
- 厭氧段DO<0.2 mg/L，防止聚磷菌提前釋磷；好氧段DO≥2 mg/L，確保磷的過量吸收。
污泥齡(SRT)
- 較短的SRT(5-15天)可促進聚磷菌增殖，減少污泥中磷的釋放。
溫度與pH
- 最適溫度20-30℃，pH 6.5-8.0。低溫(<10℃)會降低聚磷菌活性。
硝酸鹽控制
- 厭氧段需避免硝酸鹽殘留(NO??<1 mg/L)，否則反硝化菌會優先利用碳源，抑制聚磷菌釋磷。
四、污水廠出水磷超標原因及解決辦法
1. 常見原因
- 生物除磷不足：
- 碳源不足、DO或硝酸鹽控制不當、污泥齡過長。
- 化學除磷失效：
- 藥劑投加量不足、pH不匹配、混合效果差。
- 工藝設計缺陷：
- 厭氧區容積不足、排泥不及時、污泥膨脹導致磷釋放。
2. 解決措施
- 優化生物除磷：
補充碳源(如甲醇、乙酸鈉)，提高BOD?/TP比值。
調整曝氣量，確保厭氧段嚴格厭氧、好氧段DO充足。
縮短污泥齡，增加排泥量。
控制進水硝酸鹽，必要時增設缺氧區反硝化。
- 強化化學除磷：
增加藥劑投加量(如鐵鹽/鋁鹽)，調整pH至最佳范圍。
優化混合與絮凝條件，提高沉淀效率。
- 工藝升級：
改造成A²/O、UCT等強化生物除磷工藝。
增加深度處理單元(如濾池、膜過濾)或化學沉淀池。
- 運行管理優化：
定期監測污泥濃度(MLSS)、污泥沉降比(SV30)，及時排除老化污泥。
檢查二沉池運行狀態，防止污泥滯留導致磷釋放。
總結
磷的去除需通過生物與化學協同作用，關鍵在于控制厭氧/好氧環境、碳源分配及污泥齡。若出水磷超標，需優先排查生物除磷條件，輔以化學強化，并通過工藝調整和精細管理實現穩定達標。
原標題：【干貨】污水廠總磷的去除及控制方法
