[发明专利]一种高效好氧生物除磷的方法

说明书

本发明公开了一种高效好氧生物除磷的方法，该方法通过控制调节污泥回流比、反应PH值、生物反应器内DO值及生物反应器内污泥浓度等指标，并加入好氧复合除磷菌群来处理含磷污水，实现一段式好氧生物除磷，除磷率可以达到90％以上的好氧生物除磷方法。该方法适宜处理含磷的城镇污水，也适宜处理其他类似水质的含磷污水，该方法具有节省投资、简化运行操作、减少处理成本的优点。

技术领域

本发明涉及一种资源与环境技术领域的污水处理方法，具体涉及一种通过微生物在一个好氧生物反应器中对污水中的磷进行脱除的处理方法。

背景技术

随着我国经济快速增长、资源能源消耗大幅度增加，污染物排放强度增大、负荷高，主要污染物排放量超过受纳水体的环境容量，造成湖泊、河道、水库等受纳水体出现严重的富营养化问题，形成以氮、磷污染为基本特征的环境问题，集中表现为水体富营养化严重，造成藻类过渡增殖，水体溶氧降低，水中生物死亡，加速水质恶化；同时大量藻类死亡也会进一步消耗水中的氧并产生藻毒素，这些都威胁到水资源安全。氮、磷是造成水体富营养化的主要原因，其中磷是水生植物和藻类生长的主要限制因素，因此除磷有利于控制水体富营养化。因为氮元素可以从含氮78％的大气中通过固氮作用获得，而磷元素与氮元素不同，磷只能从水体中获得，所以，控制水体中磷元素对于消除富营养化更有积极意义。因此，各国对磷的排放都有非常严格的限制。在我国，从1998年开始执行《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中规定排入GB3838III类水域执行一级标准，其中元素磷不得超过0.1mg/l，排入GB3838中IV、V类水域执行二级标准，元素磷不得超过0.3mg/l；我国城镇污水处理厂也已全面开始执行《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中规定的一级A标准，其中总磷(以磷计)不得超过0.5mg/l。2012年7月1日起执行的北京市市政污水排放标准对新建污水处理厂的总磷排放要求控制在0.3mg/l以下，出水水质要求更加严格。

目前国内外的除磷技术分为两大类，一类是化学除磷，另一类是强化生物除磷(BEPR)；化学除磷是指用铁盐、铝盐或氢氧化钙等化学物质与磷的化合物进行反应以除去污水中的磷。强化生物除磷有时也简称为生物除磷(BPR)是指污水处理系统中的微生物通过过量吸收超过自身代谢所需要的磷元素而以积累磷为细胞内聚合磷的方式完 成的除磷过程。

化学除磷的方法存在大量消耗铁盐、铝盐或氢氧化钙等资源，产生大量的污泥，操作复杂，运行处理成本高等缺点，处理后的水中含盐度大幅度上升，产生二次污染，且药剂的投加比随进水水质的变化而变化，要控制稳定出水水质较困难，因此，强化生物除磷方法仍然是除磷的主要手段。

最早发现具有生物除磷现象是在污水脱氮过程中，由印度的Srinath在1959年偶然发现的，后来经过南非、加拿大和欧洲等多国科学家的研究和发展，提出和完善了强化生物除磷的概念，虽然其除磷机理至今也仍然有某些方面不清楚，但并不影响其应用。现有的强化生物除磷工艺主要是在聚磷菌存在的情况下，经过先厌氧后好氧的顺序环境下，反复的释磷和聚磷，强化聚磷效果，最后通过排泥达到除磷的作用。一般来说，传统强化生物除磷效率最终与污泥龄相关，有资料显示，污泥龄为30天时，除磷率为30％，污泥龄为17天时，除磷率为50％，污泥龄为5天时，除磷率为87％，污泥龄越短，除磷效率越高，因此传统强化生物除磷要求短污泥龄。

现有的强化生物除磷的基本过程：首先，在厌氧条件下，聚磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生ATP，并利用ATP将废水中的有机物摄入细胞内，以聚β-羟基丁酸酯和聚β-羟基戊酸酯等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外；其次，在好氧条件下，通过聚磷菌的过量摄取磷，聚磷菌利用污水中的可利用COD或体内贮存的聚β-羟基丁酸酯和聚β-羟基戊酸酯的氧化分解所释放的能量来摄取废水中的磷，一部分磷被用来合成ATP，另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内；最后，通过富磷污泥的排放实现除磷，聚磷菌在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷要多很多，污水强化生物除磷工艺是利用除磷菌的这一特性，将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。