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污水處理中生物除磷原理

2022-07-07閱讀量：1977

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1．傳統(tǒng)的污水處理厭氧好氧除磷原理

在污水處理厭氧段,兼性細(xì)菌通過(guò)發(fā)酵作用，將污水中溶解性B0D轉(zhuǎn)化為低分子發(fā)酵產(chǎn)物揮發(fā)脂肪酸(VFA)。聚磷菌此階段分解體內(nèi)的聚磷酸鹽產(chǎn)生ATP，并利用ATP將水中的低分子發(fā)酵產(chǎn)物等有機(jī)物攝入細(xì)胞內(nèi)，以聚_β -羥基丁酸(PHB)、聚-β -羥基鏈烷酸( PHA)及糖原等有機(jī)顆粒的形式貯存于體內(nèi)，所需的能量來(lái)自聚磷酸鹽的水解及細(xì)胞內(nèi)糖的酵解,同時(shí)還將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸釋放到胞外，即厭氧放磷。在污水處理好氧段，聚磷菌又可以利用聚- -羥基丁酸鹽氧化分解所釋放的能量來(lái)攝取污水中的磷，并把所攝取的磷合成聚磷酸鹽貯存于細(xì)胞內(nèi)。一般來(lái)說(shuō)，微生物增殖過(guò)程中，在好氧環(huán)境下所攝取的磷多于厭氧環(huán)境中所釋放的磷，即好氧聚磷。此原理的本質(zhì)是通過(guò)聚磷菌過(guò)量攝取污水中的磷酸鹽，以不溶性的聚磷酸鹽的形式積累于胞內(nèi)，通過(guò)排放富含磷的廢棄污泥來(lái)去除污水中的磷。

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2．污水處理中的反硝化除磷原理

污水處理中的反硝化除磷原理與傳統(tǒng)的除磷過(guò)程相似，但其在吸磷階段以硝酸鹽取代氧氣為電子受體進(jìn)行缺氧攝磷，同時(shí)硝酸鹽被還原成氮?dú)舛靡匀コ_(dá)到同時(shí)脫氮除磷的目的，實(shí)現(xiàn)了“一碳兩用”。

反硝化除磷機(jī)理可以借用PAOs釋放和吸收無(wú)機(jī)磷酸鹽的Comeau-Wentzel模式來(lái)解釋。如圖1所示。在污水處理厭氧段，乙酸(以乙酸分子形式)通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散穿過(guò)細(xì)胞膜。一旦進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)，即與ATP水解反應(yīng)耦合，活化成為乙酰輔酶A,同時(shí)產(chǎn)生ADP。細(xì)胞通過(guò)刺激多聚磷酸鹽( Poly -Pn到ATP的再合成，對(duì)ATP/ADP比例的降低做出響應(yīng)。部分乙酰輔酶A經(jīng)TCA循環(huán)被代謝,提供合成PHB所需的還原力NADH+H)。其余的乙酰輔酶A被轉(zhuǎn)化為PHB,約有90%的乙酸碳被儲(chǔ)存在這種多聚物中。在污水處理缺氧段，污水中的無(wú)機(jī)磷酸鹽豐富，而DPB的多聚磷酸鹽含量低。因?yàn)樵谌毖鯀^(qū)NOx~是電子受體，所以DPB為了生長(zhǎng)，利用儲(chǔ)存的PHB作為碳源和能源，通過(guò)氧化磷酸化產(chǎn)生ATP,進(jìn)行無(wú)氧呼吸。隨著ATP/ADP比例增加，多聚磷酸鹽的合成受到激勵(lì)，因而能夠從污水中去除磷酸根和相應(yīng)的陽(yáng)離子，在細(xì)胞內(nèi)重新儲(chǔ)存多聚磷酸鹽。

污水處理反硝化除磷機(jī)理