活性污泥法除磷的原理就是人为创造生物超量除磷过程,实现可控的除磷效果。这个过程必须通过创造厌氧环境利用厌氧微生物的作用来实现生物除磷过程。
在没有溶解氧或硝态氮存在的条件下,兼性细菌通过发酵作用将溶解性BOD5转化为低分子挥发性有机酸VFA。聚磷菌吸收这些发醇产物或来自原污水的VFA,并将其运送到细胞内,同化成胞内碳能源储存物质PHB,所需的能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解,并导致磷酸盐的释放。在好氧条件下,聚磷菌的活力得到恢复,并以聚磷的形式存储超过生长所需要的磷量,通过PHB的氧化代谢产生能量,用于磷的吸收和聚磷的合成,能量以聚磷酸高能键的形式捕集存储,磷酸盐从水中被去除。产生的富磷污泥(新的聚磷菌细胞),通过剩余污泥的形式得到排放,从而实现将磷从水中除去的目的。从能量角度看,聚磷菌在无氧条件下释放磷获取能量以吸收废水中溶解性有机物,在好氧状态下降解吸收溶解性有机物获取能量以吸收磷。
除磷的关键是厌氧区的设置,可以说厌氧区是聚磷菌的生物选择器。由于聚磷菌能在短暂的厌氧条件下,优先于非聚磷菌吸收低分子基质(发酵产物)并快速同化和储存这些发酵产物,即厌氧区为聚磷菌提供了竞争优势。这样一来,能吸收大量磷的聚磷菌就能在处理系统中得到选择性增殖,并可通过排除高含磷量的剩余污泥达到除磷的目的。这种选择性增殖的另一个好处是抑制了丝状菌的增殖,避免了产生沉淀性能较差的污泥的可能,因此厌氧好氧生物除磷工艺一般不会出现污泥膨胀现象。
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