1.如何除去污廢水中的氮？

脫氮技術(shù)包括化學(xué)法和生物法，由于化學(xué)法會產(chǎn)生二次污染，而且成本高，所以一般使用生物脫氮技術(shù)。

一、生物脫氮

污水生物處理脫氮主要是靠一些專性細(xì)菌實現(xiàn)氮形式的轉(zhuǎn)化。

含氮有機(jī)化合物在微生物的作用下首先分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮NH4+或NH3，這一過程稱為“氨化反應(yīng)"。

硝化菌把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，這一過程稱為“硝化反應(yīng)"；

反硝化菌把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓@一反應(yīng)稱為“反硝化反應(yīng)"。

含氮有機(jī)化合物zui終轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥奈鬯腥コ?/span>

1、硝化過程

硝化菌把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過程稱為硝化過程，硝化是一個兩步過程，分別利用了兩類微生物——亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌。這兩類細(xì)菌統(tǒng)稱為硝化菌，這些細(xì)菌所利用的碳源是CO32-、HCO3-和CO2等無機(jī)碳。

di一步由亞硝酸鹽菌把氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，第二步由硝酸鹽菌把亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。

這兩個過程釋放能量，硝化菌就是利用這些能量合成新細(xì)胞和維持正常的生命活動，氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮并不是去除氮而是減少了它的需氧量。

氧化1g氨氮大約需要消耗4.3gO2和8.64gHCO3-（相當(dāng)于7.14gCaCO3堿度）。

硝化過程的影響因素：

1）溫度：硝化反應(yīng)zui適宜的溫度范圍是30~35℃，溫度不但影響硝化菌的比增長速率，而且會影響硝化菌的活性。

2）溶解氧：硝化反應(yīng)必須在好氧條件下進(jìn)行，溶解氧濃度為0.5~0.7mg/L是硝化菌可以容忍的極限，溶解氧低于2mg/L條件下，氮有可能被*硝化，但需要較長的污泥停留時間，因此一般應(yīng)維持混合液的溶解氧濃度在2mg/L以上。

3）pH和堿度：硝化菌對pH特別敏感，硝化反應(yīng)的zuijiapH是在7.2~8之間。每硝化1g氨氮大約需要消耗7.14gCaCO3堿度，如果污水沒有足夠的堿度進(jìn)行緩沖，硝化反應(yīng)將導(dǎo)致pH值下降、反應(yīng)速率減慢。

4）有毒物質(zhì)：過高的氨氮、重金屬、有毒物質(zhì)及某些有機(jī)物質(zhì)對硝化反應(yīng)都有抑制作用。

5）泥齡：一般來說，系統(tǒng)的泥齡應(yīng)為硝化菌世代周期的兩倍以上，一般不得小于3~5d，冬季水溫低時要求泥齡更長，為保證一年四季都有充分的硝化反應(yīng)，泥齡通常都大于10d。

6）碳氮比：BOD5與TKN的比值是C/N，是反映活性污泥系統(tǒng)中異養(yǎng)菌與硝化菌競爭底物和溶解氧能力的指標(biāo)。C/N不同直接影響脫氮效果。一般認(rèn)為，處理系統(tǒng)的BOD5負(fù)荷低于0.15BOD5/（MLVSS·d）時，硝化反應(yīng)可以正常進(jìn)行。

2、反硝化過程

反硝化過程是反硝化菌異化硝酸鹽的過程，即由硝化菌產(chǎn)生的硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌的作用下，被還原為氮?dú)夂髲乃幸绯龅倪^程。

反硝化過程主要在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行，溶解氧的濃度不能超過0.2mg/L，否則反硝化過程就要停止。

反硝化也分為兩步，di一步由硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，第二步由亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為一氧化氮、氧化二氮和氮?dú)狻?/p>

反硝化的影響因素：

1）溫度：反硝化的zui適宜溫度范圍是35~45℃。

2）溶解氧：為了保證反硝化過程的進(jìn)行，必須保持嚴(yán)格的缺氧狀態(tài)，保持氧化還原電位為-50~-110mV；為使反硝化反應(yīng)正常進(jìn)行，懸浮型活性污泥系統(tǒng)中的溶解氧保持在0.2mg/L以下；附著性生物處理系統(tǒng)可以容許較高的溶解氧濃度，一般低于1mg/L。

3）pH值：zuijia范圍在6.5~7.5。

4）碳源有機(jī)質(zhì)：需要提供足夠的碳源，碳源物質(zhì)不同，反硝化速率也不同。

5）碳氮比：理論上將1g硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)庑枰荚次镔|(zhì)BOD5 2.86g。

2.86這個數(shù)字具體怎么得出的，很多人不清楚。在這里順道說一下（此處引用一位大咖的講解）：

我們說的C，其實大多數(shù)時候指的是COD（化學(xué)需氧量），即所謂C/N實際為COD/N，COD是用需氧量來衡量有機(jī)物含量的一種方法，如甲醇氧化的過程可用（1）式所示，二者并不相同，但二者按照比例增加，有機(jī)物越多，需氧量也越多。因此，我們可以用COD來表征有機(jī)物的變化。

CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O（1）

a. 反硝化的時候，如果不包含微生物自身生長，方程式非常簡單，通常以甲醇為碳源來表示。

6NO3-+5CH3OH→3N2+5CO2+7H2O+6OH-（2）

由（1）式可以得到甲醇與氧氣（即COD）的對應(yīng)關(guān)系：1mol甲醇對應(yīng)1.5mol氧氣，由（2）式可以得到甲醇與NO3-的對應(yīng)關(guān)系，1mol甲醇對應(yīng)1.2molNO3-，兩者比較可以得到，1molNO3--N對應(yīng)1.25molO2，即14gN對應(yīng)40gO2，因此C/N=40/14=2.86。

b. 反硝化的時候，如果包含微生物自身生長，如（3）式所示。

NO3-+1.08CH3OH→0,065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-（3）

同樣的道理，我們可以計算出C/N=3.70。

c. 附注：本來事情到這里已經(jīng)算完了，但是還想發(fā)揮一下di一種情況，以下計算只是一種化學(xué)方程式的數(shù)學(xué)計算，不代表真的發(fā)生這樣的反應(yīng)。

如果我們把（1）、（2）兩式整理，

N2+2.5O2+2OH-→2NO3-+H2O

有負(fù)離子不方便，我們在兩邊減去2OH-，

N2+2.5O2→N2O5

其中，N源于NO3-，O可以代表有機(jī)物，因此，對應(yīng)不含微生物生長的反硝化的理論碳源的需求量，實際就是相當(dāng)于把N2氧化成N2O5的需氧量，進(jìn)一步說就是N2O5分子中O/N的質(zhì)量比。

這樣就更簡單了，C/N=16×5/(14×2)=20/7=2.86

依次可以類推出NO2--N的純反硝化的理論C/N比是N2O3分子中O/N的質(zhì)量比=16×3/(14×2)=12/7=1.71

6）有毒物質(zhì)：鎳濃度大于0.5mg/L、亞硝酸鹽含量超過30mg/L或鹽濃度高于0.63%時都會抑制反硝化作用。

3、生物脫氮的基本條件

1）硝酸鹽：硝酸鹽的生成和存在是反硝化作用發(fā)生的先決條件，必須先將污水中的含氮有機(jī)物如蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、脂類、硝基化合物等轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮。

2）不含溶解氧：反應(yīng)器中的氧都將被有機(jī)體優(yōu)先利用，從而減少反應(yīng)器能脫氮的亞硝酸鹽量，溶解氧超過0.2mg/L時沒有明顯脫氮作用。

3）兼性菌團(tuán)：多數(shù)情況下，細(xì)菌普遍具有脫氮習(xí)性，污水處理的微生物脫氮時在好氧和缺氧條件下反復(fù)交替，其中以兼性菌團(tuán)為主。

4）電子供體：生物脫氮的能量來自脫氮過程中起電子供體作用的碳質(zhì)有機(jī)物，脫氮時污水中有機(jī)物必須充足，否則需要投加甲醇、乙醇、乙酸等外部碳源。

4、廢水生物脫氮處理方法

生物脫氮工藝是一個包括硝化和反硝化過程的單級或多級活性污泥法系統(tǒng)。從完成生物硝化的反應(yīng)器來看，脫氮工藝可分為微生物懸浮生長型（活性污泥法及其變形）和微生物附著生長型（生物膜反應(yīng)器）兩大類。

多級活性污泥法系統(tǒng)具有多級污泥回流系統(tǒng)，是傳統(tǒng)的生物脫氮法，是將硝化和反硝化分別單獨(dú)進(jìn)行。此流程可以得到相當(dāng)好的BOD5去除效果和脫氮效果，其缺點是流程長、構(gòu)筑物多、基建費(fèi)用高、需要外加碳源、運(yùn)行費(fèi)用高、出水中殘留一定量甲醇等。

而單級活性污泥法系統(tǒng)則是將含碳有機(jī)物的氧化、硝化和反硝化在一個活性污泥系統(tǒng)中實現(xiàn)，并且只有一個沉淀池，即一個污泥回流系統(tǒng)。

單級活性污泥脫氮系統(tǒng)代表方法是缺氧/好氧（A/O）工藝和四段Bardenpho工藝（A/O/A/O），其他方法還有厭氧/缺氧/好氧（A2/O）工藝、Phoredox（五段Bardenpho）工藝、UCT工藝、VIP工藝等；

此外，氧化溝、SBR法、循環(huán)活性污泥法等通過調(diào)整運(yùn)行方式而有脫氮功能時也歸為單級活性污泥脫氮系統(tǒng)。其中A2/O工藝、Bardenpho工藝、Phoredox工藝、UCT工藝、VIP工藝等同時具有脫氮除磷功能。

生物膜反應(yīng)器適合世代周期長的硝化細(xì)菌生長，而且其中固著生長的微生物使硝化菌和反硝化菌各有其適合生長的環(huán)境。因此在一般的生物膜反應(yīng)器內(nèi)部，也會同時存在硝化和反硝化過程。

在已有的活性污泥法處理過程中，通過投加粉末活性炭等載體，不僅可以提高去除BOD5的能力，還可以提高整個系統(tǒng)的硝化和脫氮效果。如果將已經(jīng)實現(xiàn)硝化的廢水回流到低速轉(zhuǎn)動的生物轉(zhuǎn)盤和鼓風(fēng)量較小的生物濾池等缺氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)，可以取得更好的脫氮效果，且不需污泥回流。

二、化學(xué)脫氮

氨氮質(zhì)量濃度大于500mg/L 的廢水稱為高濃度氨氮廢水。工業(yè)廢水和城市生活污水中氨氮的含量急劇上升，呈現(xiàn)氨氮污染源多、排放量大，并且排放的濃度增大的特點。

針對高氨氮廢水的處理技術(shù)主要使用吹脫法、化學(xué)沉淀法等。

1、吹脫法

將空氣通入廢水中，使廢水中溶解性氣體和易揮發(fā)性溶質(zhì)由液相轉(zhuǎn)入氣相，使廢水得到處理的過程稱為吹脫。

吹脫法的基本原理是氣液相平衡和傳質(zhì)速度理論。將氨氮廢水pH 調(diào)節(jié)至堿性，此時，銨離子轉(zhuǎn)化為氨分子，再向水中通入氣體，使其與液體充分接觸，廢水中溶解的氣體和揮發(fā)性氨分子穿過氣液界面，轉(zhuǎn)至氣相，從而達(dá)到去除氨氮的目的。常用空氣或水蒸氣作載氣，前者稱為空氣吹脫，后者稱為蒸汽吹脫。

蒸汽吹脫法效率較高，氨氮去除率能達(dá)到90%以上，但能耗較大，一般應(yīng)用在煉鋼、化肥、石油化工等行業(yè)，其優(yōu)點是可回收利用氨，經(jīng)過吹脫處理后可回收到氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)30%以上的氨水。

空氣吹脫法的效率雖比蒸汽法的低，但能耗低、設(shè)備簡單、操作方便。在氨氮總量不高的情況下，采用空氣吹脫法比較經(jīng)濟(jì)，同時可用硫酸作吸收劑吸收吹脫出的氨氮，生成的硫酸銨可制成化肥。

但是在大規(guī)模的氨吹脫-汽提塔生產(chǎn)過程中， 產(chǎn)生水垢是較棘手的問題。通過安裝噴淋水系統(tǒng)可有效解決軟質(zhì)水垢問題，可是對于硬質(zhì)水垢，噴淋裝置也無法消除。此外，低溫時氨氮去除率低，吹脫的氣體形成二次污染。因此，吹脫法一般與其他氨氮廢水處理方法聯(lián)合運(yùn)用，用吹脫法對高濃度氨氮廢水進(jìn)行預(yù)處理。

（1）吹脫法普遍適宜的pH 在11 附近；

（2）考慮經(jīng)濟(jì)因素，溫度在30~40 ℃附近較為可行，且處理率高；

（3）吹脫時間為3 h左右；

（4）氣液比在5 000∶1 左右效果較好，且吹脫溫度越高，氣液比越小；

（5）吹脫后廢水的濃度可降低到中低濃度；

（6）脫氮率基本保持90%以上。盡管吹脫法可以將大部分氨氮脫除， 但處理后的廢水中氨氮仍然高達(dá)100 mg/L 以上，無法直接排放，還需要后續(xù)深度處理

2、化學(xué)沉淀法（磷酸銨鎂沉淀法）

化學(xué)沉淀法的原理，是向氨氮污水中投加含Mg2+ 和PO43- 的藥劑， 使污水中的氨氮和磷以鳥糞石（磷酸銨鎂）的形式沉淀出來，同時回收污水中的氮和磷。

化學(xué)沉淀法的優(yōu)點主要表現(xiàn)在：工藝設(shè)計操作相對簡單；反應(yīng)穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小，抗沖擊能力強(qiáng)；脫氮率高，效果明顯，生成的磷酸銨鎂可作為無機(jī)復(fù)合肥使用，解決了氮的回收和二次污染的問題，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。磷酸銨鎂沉淀法適用于處理氨氮濃度較高的工業(yè)廢水。

可以看出，磷酸銨鎂沉淀法處理氨氮廢水的適宜條件是：pH 約為9.0，n（P）∶n（N）∶n（Mg）在1∶1∶1.2 左右，磷酸銨鎂沉淀法的脫氮率能維持在較高水平，普遍能夠達(dá)到90%以上。

低濃度氨氮工業(yè)廢水處理技術(shù)

廢水中氨氮的構(gòu)成主要有兩種，一種是氨水形成的氨氮，一種是無機(jī)氨形成的氨氮，主要是硫酸銨、氯化銨等。氨氮是造成水體富營養(yǎng)化的重要因素之一， 對這類污水進(jìn)行回收利用時還會對管道中的金屬產(chǎn)生腐蝕作用， 縮短設(shè)備和管道的壽命，增加維護(hù)成本。

目前工業(yè)上常用于處理低濃度氨氮的技術(shù)主要有吸附法、折點氯化法、生物法、膜技術(shù)等。

1、吸附法

吸附是一種或幾種物質(zhì)（稱為吸附物）的濃度在另一種物質(zhì)（稱為吸附劑）表面上自動發(fā)生變化的過程， 其實質(zhì)是物質(zhì)從液相或氣相到固體表面的一種傳質(zhì)現(xiàn)象。

吸附法是處理低濃度氨氮廢水較有發(fā)展前景的方法之一。吸附法常利用多孔性固體作為吸附劑，根據(jù)吸附原理不同可分為物理吸附、化學(xué)吸附和交換吸附。

處理低濃度氨氮廢水較為理想的是離子交換吸附法，它屬于交換吸附方法的一種，利用吸附劑上的可交換離子與廢水中的NH4+ 發(fā)生交換并吸附NH3 分子以達(dá)到去除水中氨的目的， 這是一個可逆過程， 離子間的濃度差和吸附劑對離子的親和力為吸附過程提供動力。

具有良好吸附性能且常用的吸附劑有：沸石、活性炭、煤炭、離子交換樹脂等，根據(jù)其吸附原理的不同，這些吸附材料對不同吸附物的吸附效果不同。

該法一般只適用于低濃度氨氮廢水， 而對于高濃度的氨氮廢水， 使用吸附法會因吸附劑更換頻繁而造成操作困難， 因此需要結(jié)合其他工藝來協(xié)同完成脫氮過程。供吸附法使用的吸附劑很多， 但不同吸附劑對廢水中氨氮的吸附量卻有很大不同。

由表3 可以看出，對于傳統(tǒng)的吸附劑如沸石、交換樹脂等， 其對氨氮的處理率較高， 一般能達(dá)到90%以上。

2、折點氯化法

折點氯化法是污水處理工程中常用的一種脫氮工藝，其原理是將氯氣通入氨氮廢水中達(dá)到某一臨界點，使氨氮氧化為氮?dú)獾幕瘜W(xué)過程，其反應(yīng)方程式為：NH4++1.5HOCl→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-

折點氯化法的優(yōu)點為：處理效率高且效果穩(wěn)定，去除率可達(dá)bai%；該方法不受鹽含量干擾，不受水溫影響，操作方便；有機(jī)物含量越少時氨氮處理效果越好，不產(chǎn)生沉淀；初期投資少，反應(yīng)迅速*；能對水體起到殺菌消毒的作用。

但是折點氯化法僅適用于低濃度廢水的處理， 因此多用于氨氮廢水的深度處理。該方法的缺點是：液氯消耗量大，費(fèi)用較高，且對液氯的貯存和使用的安全要求較高， 反應(yīng)副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會對環(huán)境造成二次污染。

三、不同濃度工業(yè)含氨氮廢水的處理方法比較

2.如何除去污廢水中的磷？

常規(guī)的生物處理法通過剩余污泥排放和處理可以從廢水中去除部分磷，一些特殊工藝或經(jīng)過調(diào)整運(yùn)行方式以后具有除磷功能的普通工藝可以取得較好的除磷效果，具體方法有A/O，A2/O、SBR、氧化溝等。但生物處理法的除磷效果有限，當(dāng)磷的排放標(biāo)準(zhǔn)很高時，往往需要使用化學(xué)除磷或?qū)⑸锓ㄅc化學(xué)除磷結(jié)合起來使用。

化學(xué)除磷是向水中投加化學(xué)藥劑，生成不溶性的磷酸鹽，然后再利用沉淀、氣浮或過濾等方法將磷從污水中除去。用于化學(xué)除磷的常用藥劑有石灰，鋁鹽和鐵鹽等三大類。

一、先說化學(xué)法

1、石灰除磷

石灰除磷是投加石灰與磷酸鹽反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀。

由于石灰進(jìn)入水中后，首先與水的堿度反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，然后過量的鈣離子才能與磷酸鹽反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀，因此所需的石灰量主要取決于待處理廢水的堿度，而不是廢水的磷酸鹽含量。

另外，廢水的鎂硬度也是影響石灰除磷的因素。因為在高pH值條件下，生成的Mg（OH）2沉淀是膠體沉淀，不但消耗石灰，而且不利于污泥脫水。

pH對石灰除磷的影響很大，隨著pH升高，羥基磷灰石的溶解度急劇下降，即磷的去除率增加，pH大于9.5后，水中所有磷酸鹽都轉(zhuǎn)為不溶性的沉淀。一般控制pH在9.5~10之間除磷效果zuihao。

不同廢水的石灰量投加應(yīng)該通過實驗確定。

石灰除磷的具體方法有三種。一是在污水廠初沉池之前投加，而是在污水生物處理之后的二沉池投加，三是在生物處理系統(tǒng)之后投加石灰并配有再碳酸化系統(tǒng)。

2、鋁鹽除磷

鋁鹽除磷的常用藥劑是硫酸鋁和鋁酸鈉。不同的是投加硫酸鋁會降低廢水的pH，而投加鋁酸鈉會提高廢水的pH。因此硫酸鋁和鋁酸鈉分別適用于處理堿性和酸性廢水。

鋁鹽的投加比較靈活，可以在初沉池前投加，也可以在曝氣池中投加，或者在曝氣池和二沉池之間投加，還可以將化學(xué)除磷與生物處理系統(tǒng)分開，以二沉池出水為原水投加鋁鹽進(jìn)行混凝過濾、或在濾池前投加鋁鹽進(jìn)行微絮凝過濾。

在初沉池前投加，可以提高初沉池對有機(jī)物和SS的去除率，在曝氣池和二沉池之間投加，渠道或者管道的湍流有助于改善藥劑的混合效果，在生物處理系統(tǒng)之后投加，因生物處理對磷的水解作用可以使除磷效果更好。

由于受廢水堿度和有機(jī)物的影響，除磷的化學(xué)反應(yīng)是一個復(fù)雜的過程，因此鋁鹽的zuijia投加量不能按計算確定，必須經(jīng)過試驗確定。

3、鐵鹽除磷

三氯化鐵、氯化亞鐵、liusuanyatie、硫酸鐵等都可以用來除磷，常用的是三氯化鐵。

與鋁鹽相似，大量三氯化鐵要滿足與堿度反應(yīng)生成的Fe（OH）3，以此促進(jìn)膠體磷酸鐵的沉淀分離。磷酸鐵沉淀的zuijiapH范圍是4.5~5.0，實際應(yīng)用中pH值在7左右甚至超過7，仍有較好的除磷效果。

城市廢水投加大約45~90mg/ L三氯化鐵，可去除磷85%~90%。和鋁鹽一樣，鐵鹽投加點可以在預(yù)處理、二級處理或三級處理階段。

但是化學(xué)除磷會產(chǎn)生一些問題：

1、化學(xué)除磷zui大的問題是會使污水處理污泥量顯著增加。

因為在除磷時產(chǎn)生的金屬磷酸鹽和金屬氫氧化物以懸浮固體的形式存在于水中，zui終變成污泥。在初沉池前投加金屬鹽，初沉池污泥增加60%~bai%，整個污水處理廠污泥量會增加60%~70%.在二級處理過程中投加金屬鹽，剩余污泥量增加35%~45%.

2、化學(xué)除磷會使污泥濃度降低20%左右，因此污泥體積加大，從而增加了污泥處理與處置的難度。

3、使用化學(xué)除磷時，出水可溶性固體含量增加。若固液分離不好時，鐵鹽除磷會使出水呈微紅色。

二、生物除磷

1、生物除磷的原理

污水生物除磷的原理就是人為創(chuàng)造生物超量除磷過程，實現(xiàn)可控的除磷效果。整個過程必須通過創(chuàng)造厭氧環(huán)節(jié)利用厭氧微生物的作用來實現(xiàn)生物除磷過程。

1）厭氧條件下釋磷

在沒有溶解氧或硝態(tài)氮存在的條件下，兼性細(xì)菌通過發(fā)酵作用將可溶性BOD5轉(zhuǎn)化為低分子揮發(fā)性有機(jī)酸VFA。聚磷菌吸收這些發(fā)酵產(chǎn)物或來自原污水的VFA，并將其運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)，同化成胞內(nèi)碳能源儲存物質(zhì)PHB，所需的能力來源于聚磷的水解以及細(xì)胞內(nèi)糖的酵解，并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。

2）好氧條件下攝磷

好氧條件下，聚磷菌的活力得到恢復(fù)，并以聚磷的形式存儲超過生長所需的磷量，通過PHB的氧化代謝產(chǎn)生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能鍵的形式捕集存儲，磷酸鹽從水中被去除。

3）富磷污泥的排放

產(chǎn)生的富磷污泥通過剩余污泥的形式排放，從而將磷去除。從能量角度來看，聚磷菌在無氧條件下釋放磷獲取能量以吸收廢水中溶解性有機(jī)物，在好氧狀態(tài)下降解吸收溶解性有機(jī)物獲取能量以吸收磷。

除磷的關(guān)鍵是厭氧區(qū)的設(shè)置，可以說厭氧區(qū)是聚磷菌的生物選擇器。聚磷菌能在短暫的厭氧條件下，由于非聚磷菌吸收低分子基質(zhì)并快速同化和儲存這些發(fā)酵產(chǎn)物，即厭氧區(qū)為聚磷菌提供了競爭優(yōu)勢。

這樣一來，能吸收大量磷的聚磷菌就能在處理系統(tǒng)中得到選擇性增殖，并可通過排除高含磷量的剩余污泥達(dá)到除磷的目的。這種選擇性增殖的另一好處是抑制了絲狀菌的增殖，避免了產(chǎn)生沉淀性能較差的污泥的可能，因此厭氧/好氧生物除磷工藝一般不會出現(xiàn)污泥膨脹。

2、生物除磷的影響因素：

1）溶解氧

首先必須在厭氧區(qū)嚴(yán)控制的厭氧環(huán)境，這直接關(guān)系到聚磷菌的生長狀況、釋磷能力及利用有機(jī)基質(zhì)合成PHB的能力。其次是必須在好氧區(qū)供給足夠的溶解氧，以滿足聚磷菌對儲存的PHB進(jìn)行降解，釋放足夠的能量供其過量攝磷。一般厭氧段的DO要嚴(yán)格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的DO要嚴(yán)格控制在2mg/L以上。

2）厭氧區(qū)硝態(tài)氮

硝態(tài)氮包括硝酸鹽和亞硝酸鹽，硝態(tài)氮的存在也會消耗有機(jī)基質(zhì)而抑制聚磷菌對磷的釋放，從而影響好氧條件下聚磷菌對磷的吸收。另外，硝態(tài)氮的存在會被部分聚磷菌作為電子受體進(jìn)行反硝化，從未影響其以發(fā)酵產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸、抑制聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。

3）溫度

一般來說，在5~30℃范圍內(nèi)，都可以收到較好的除磷效果。

4）pH值

pH值在6~8范圍內(nèi)，磷的釋放比較穩(wěn)定。

5）BOD負(fù)荷和有機(jī)物性質(zhì)

一般認(rèn)為，進(jìn)水中的BOD5/TP要大于15，才能保證聚磷菌有足夠的基質(zhì)，從而獲得理想的除磷效果。為此，可以采用部分進(jìn)水和跨越初沉池的方法，獲得除磷所需的BOD5量。

6）泥齡

一般以除磷為目的的生物處理系統(tǒng)的泥齡控制在3.5~7d。

2、廢水生物除磷的方法有哪些

廢水生物除磷包括厭氧釋磷和好氧攝磷兩個過程，因此廢水生物除磷的工藝流程由厭氧和好氧兩個部分組成。按照磷的zui終去除方式和構(gòu)筑物的組成，除磷工藝流程可分為主流程除磷工藝和側(cè)流程除磷工藝。

主流除磷工藝的厭氧段在處理污水的水流方向上，磷的zui終去除通過剩余污泥排放，典型的方法有厭氧/好氧（A/O）工藝，其他方法有厭氧/缺氧/好氧（A/2O）工藝、Phoredox工藝、UTC工藝、VIP工藝以及SBR工藝、氧化溝工藝等。

側(cè)流工藝的厭氧段不在處理污水的水流方向上，而是在回流污泥的側(cè)流上，具體方法是將部分含磷回流污泥分流到厭氧段釋放磷，再用石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。

3、除磷設(shè)施運(yùn)行管理的注意事項

1）厭氧段是生物除磷zui關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其容積一般按0.5~2h的水力停留時間確定，如果進(jìn)水中容易生物降解的有機(jī)物含量較高，應(yīng)當(dāng)設(shè)法減少水力停留時間，以保證好氧段進(jìn)水的BOD5含量。

2）如果磷的排放標(biāo)準(zhǔn)很高，而所選的除磷工藝不能滿足出水要求，可以增加化學(xué)除磷或者過濾處理去除水中殘留的低含量磷。

3）生物除磷工藝的機(jī)理是將溶解轉(zhuǎn)移到活性污泥生物細(xì)胞中，通過剩余污泥的排放從系統(tǒng)中除去。在污泥的處理過程中，如果出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，剩余污泥中的磷就睡重新釋放出來。

重力濃縮容易產(chǎn)生厭氧狀態(tài)，有除磷要求的剩余污泥處理不能采用這種方法，而應(yīng)當(dāng)使用氣浮濃縮、機(jī)械濃縮、帶式重力濃縮等不產(chǎn)生厭氧狀態(tài)的濃縮方法。如果只能選擇重力濃縮時，必須在工藝流程中增設(shè)化學(xué)沉淀設(shè)施去除濃縮上清液中所含的磷。

4）泥齡是影響生物脫氮除磷的主要因素，脫氮要求越高，所需泥齡越長。而泥齡越長，對除磷越不利。尤其是在進(jìn)水BOD5/TP小于20時，泥齡越短越好。

但如果進(jìn)水BOD5偏低，活性污泥增長緩慢，就不可能將泥齡控制的太短，此時必須進(jìn)行化學(xué)除磷。