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一、磷元素的核心作用

微生物生长与代谢

- 磷是微生物细胞(如细菌、真菌)合成核酸、ATP、细胞膜磷脂的必需元素，占细胞干重的1%-2%。

- 参与能量代谢(如ATP的生成与分解)和酶活性调控。

活性污泥性能维持

- 适量磷可增强微生物代谢活性，促进有机物降解效率。

- 影响胞外聚合物(EPS)分泌，改善污泥絮凝和沉降性能。

二、总磷的微生物去除机制

1. 生物除磷(以聚磷菌为主)

- 厌氧阶段：

聚磷菌在厌氧(无DO、无硝酸盐)条件下分解细胞内的聚磷酸盐，释放磷酸盐至水中，并通过发酵碳源(如VFA)合成PHA(聚羟基脂肪酸酯)储存能量。

- 好氧阶段：

聚磷菌利用PHA分解产生的能量，过量吸收水中的磷酸盐，合成聚磷酸盐颗粒储存于细胞内。

- 排泥去除：

通过剩余污泥排放，将富集磷的聚磷菌排出系统，实现总磷去除。

2. 化学除磷(辅助手段)

- 原理：投加铝盐(如硫酸铝)、铁盐(如氯化铁)或石灰，与磷酸盐反应生成难溶性沉淀物(如AlPO₄、FePO₄、Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)。

- 条件：

- pH控制：铝盐需pH 5-7，铁盐需pH 6-8，石灰需pH>9。

- 混合强度：快速混合促进絮凝，慢速混合利于沉淀。

三、生物除磷的关键条件

碳源充足

- 厌氧段需提供足够的易降解有机物(如BOD₅)，以支持聚磷菌合成PHA。

- 建议BOD₅/TP ≥ 20-30。

溶解氧(DO)控制

- 厌氧段DO<0.2 mg/L，防止聚磷菌提前释磷；好氧段DO≥2 mg/L，确保磷的过量吸收。

污泥龄(SRT)

- 较短的SRT(5-15天)可促进聚磷菌增殖，减少污泥中磷的释放。

温度与pH

- 最适温度20-30℃，pH 6.5-8.0。低温(<10℃)会降低聚磷菌活性。

硝酸盐控制

- 厌氧段需避免硝酸盐残留(NO₃⁻<1 mg/L)，否则反硝化菌会优先利用碳源，抑制聚磷菌释磷。

四、污水厂出水磷超标原因及解决办法

1. 常见原因

- 生物除磷不足：

- 碳源不足、DO或硝酸盐控制不当、污泥龄过长。

- 化学除磷失效：

- 药剂投加量不足、pH不匹配、混合效果差。

- 工艺设计缺陷：

- 厌氧区容积不足、排泥不及时、污泥膨胀导致磷释放。

2. 解决措施

- 优化生物除磷：

补充碳源(如甲醇、乙酸钠)，提高BOD₅/TP比值。

调整曝气量，确保厌氧段严格厌氧、好氧段DO充足。

缩短污泥龄，增加排泥量。

控制进水硝酸盐，必要时增设缺氧区反硝化。

- 强化化学除磷：

增加药剂投加量(如铁盐/铝盐)，调整pH至最佳范围。

优化混合与絮凝条件，提高沉淀效率。

- 工艺升级：

改造成A²/O、UCT等强化生物除磷工艺。

增加深度处理单元(如滤池、膜过滤)或化学沉淀池。

- 运行管理优化：

定期监测污泥浓度(MLSS)、污泥沉降比(SV30)，及时排除老化污泥。

检查二沉池运行状态，防止污泥滞留导致磷释放。

总结

磷的去除需通过生物与化学协同作用，关键在于控制厌氧/好氧环境、碳源分配及污泥龄。若出水磷超标，需优先排查生物除磷条件，辅以化学强化，并通过工艺调整和精细管理实现稳定达标。