Nguyên tắc và Công nghệ Quy trình Loại bỏ Phốt pho Sinh học

I. Các dạng Phốt pho trong nước thải Phốt pho trong nước thải chủ yếu có ba dạng: Phốt pho vô cơ: H2PO4−, HPO42−, PO43− Polyphosphates Phốt pho hữu cơ Trong xử lý nước thải,tất cả vi khuẩn hấp thụ một lượng phosphorus nhất định từ môi trường để đáp ứng nhu cầu phát triển của chúngTuy nhiên, một nhóm vi khuẩn cụ thể được gọi là sinh vật tích tụ polyphosphate (PAO), còn được gọi là vi khuẩn tích tụ phốtfat hoặc vi khuẩn loại bỏ phốt pho,có thể hấp thụ phốt pho vượt quá nhu cầu sinh lý của chúng, lưu trữ nó trong tế bào với số lượng lớn dưới dạng polyphosphates. Core Principles of Biological Phosphorus Removal The essence of biological phosphorus removal lies in driving PAOs through an "anaerobic phosphorus release – aerobic phosphorus uptake" cycle via alternating anaerobic and aerobic environments.

1. Giai đoạn giải phóng Phosphorus vô khí Trong điều kiện vô khí, các quá trình chính sau đây xảy ra:(1) Vật chất hữu cơ trong nước thải được biến đổi thành axit béo dễ bay hơi (VFAs) bởi vi khuẩn acidogenic lên men(2) Dưới các điều kiện vô khí không thuận lợi này, PAO phân hủy trữ lượng polyphosphate nội tế của chúng.Năng lượng được tạo ra được sử dụng một phần để bảo trì tế bào và một phần để tích cực hấp thụ VFA, sau đó được chuyển đổi và lưu trữ nội bào dưới dạng PHB (poly-β-hydroxybutyrate).(3) Phosphate vô cơ được tạo ra từ phân hủy polyphosphate được giải phóng trở lại nước thải.. "
2. Giai đoạn hấp thụ Phốt pho aerobic Khi xâm nhập vào môi trường aerobic: (1) PAO chuyển hóa aerobic PHB được lưu trữ,giải phóng năng lượng đáng kể để thúc đẩy sự lan rộng và các hoạt động sinh lý khác. (2) Một phần năng lượng này thúc đẩy sự hấp thụ tích cực phốtfat từ nước thải,được tích lũy trong tế bào dưới dạng polyphosphates với số lượng quá nhiều(3) Rác thải bùn hoạt hóa, chứa PAO đã hấp thụ phốt pho dư thừa, đại diện cho phốt pho được loại bỏ khỏi nước thải.Các quy trình bùn hoạt tính thông thường chỉ đạt được khoảng 12%~20% loại bỏ phốt pho thông qua đồng hóaNgược lại, các hệ thống được thiết kế để loại bỏ phốt pho sinh học có thể đạt được hàm lượng phốt pho bùn 5% -6% (trọng lượng khô), với tỷ lệ loại bỏ thường đủ để đáp ứng các tiêu chuẩn xả.IIICác yếu tố ảnh hưởng đến việc loại bỏ phốt pho sinh học
3. Khu vực vô khí với oxy hòa tan (DO): Phải vô khí nghiêm ngặt; thậm chí nitrat (NO3−) cũng phải vắng mặt. Khu vực không khí:Cần duy trì đủ oxy hòa tan để đảm bảo hấp thụ phốt pho đầy đủ bởi PAO.
4. Thời gian giữ bùn (SRT) SRT ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả loại bỏ phốt phoSRT = 30 ngày → ~ 40% tỷ lệ loại bỏ SRT = 17 ngày → ~ 50% tỷ lệ loại bỏ SRT = 5 ngày → tối đa 87% tỷ lệ loại bỏ
5. Nhiệt độ tối ưu: 5-30°C.
6. Giá trị pH Phạm vi tối ưu: 6 ̊8.
7. BOD5 Loading Một tỷ lệ BOD5/TP > 20 là một yêu cầu cơ bản để loại bỏ phosphorus hiệu quả. Các hợp chất hữu cơ phân hủy dễ dàng với trọng lượng phân tử thấp gây ra sự giải phóng phosphorus mạnh hơn;Giải phóng khí vô khí hoàn chỉnh hơn dẫn đến hấp thụ khí vô khí lớn hơn sau đó.
8. Nitrate nồng độ Nitrate trong vùng thiếu khí nên được duy trì dưới 2 mg / L. Khi COD / TKN > 10, tác dụng ức chế của nitrat được giảm bớt.
9. Khả năng giảm oxy hóa (ORP) 表格 Vùng ORP Phạm vi Aerobic +40 đến +50 mV Vùng Anoxic -160 đến -5 mV IV. Quá trình loại bỏ Phosphor sinh học
10. Quá trình oxy-chất kiềm chế (quá trình A / O) Đặc điểm quy trình: Thời gian giữ thủy lực (HRT): 3 ‰ 6 h Các chất rắn lơ lửng nước hỗn hợp (MLSS) trong bể thông khí: 2,700 ‰ 3,Hiệu quả loại bỏ Phốt pho: ~ 70%; TP nước thải < 1 mg/L Chất bùn hàm lượng Phosphorus: ~ 4% (giá trị phân bón cao) SVI < 100; có khả năng lắng đọng tốt, chống tụng
11. Quá trình Phostrip (Combinated Biological-Chemical) Quá trình Phostrip tích hợp loại bỏ phốt pho sinh học và hóa học:(1) Dòng chảy chính trải qua điều trị sinh học thông thường (anerobic-aerobic). (2) Một dòng bên của bùn hoạt động trở lại đi vào một bể tẩy, nơi phốt pho được giải phóng trong điều kiện thiếu khí.(3) Lime được thêm vào chất chứa phốt pho giàu để kết hợp hóa học. (4) Bùn được loại bỏ được đưa trở lại hệ thống chính Các đặc điểm của quá trình Phostrip: Loại bỏ phốt pho tuyệt vời; TP nước thải thường < 1 mg/L Nồng độ phốt pho cao trong bùn: 2,1%1% tiêu thụ vôi thấp SVI < 100; bùn lắng đọng, dày lên và dễ dàng thoát nước; giá trị dinh dưỡng / phân bón cao;Khóa ra cốt lõi của việc loại bỏ phốt pho sinh học nằm trong cơ chế "tự giải phóng-nhận" chu kỳ của PAO do các điều kiện không khí và không khí xen kẽMức độ giải phóng phosphorus vô khí trực tiếp quyết định khả năng hấp thụ khí aerobic tiếp theo; do đó,Việc duy trì chặt chẽ môi trường thiếu khí (không có cả oxy và nitrat hòa tan) là rất quan trọng để loại bỏ phosphorus sinh học thành côngNgoài ra, SRT thích hợp, nguồn carbon đầy đủ và pH phù hợp là những yếu tố thiết yếu để đảm bảo hiệu quả loại bỏ cao.