废水中磷的存在形式包括：（1）磷酸盐（2）聚磷酸盐（3）有机磷。
活性污泥理想的营养平衡式为BOD:N:P=100:5:1，微生物除碳的同时吸收磷元素用以合成细胞物质和合成ATP等，但只去除污水中约19％左右的磷。某些高含磷废水中残留的磷还相当高，故需用除磷工艺处理。
微生物除磷原理概述
微生物除磷原理：依靠聚磷菌（兼性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌。
聚磷菌(Polyphosphate Accumulation Microorganisms) 在厌氧条件下释放出磷，但在好氧条件下可以摄取超过其生理需要的过量的磷，其含磷量可达细胞干重的6-8%，有时甚至可达到10%（一般活性污泥的磷含量：2－3%）。
好氧时：聚磷菌大量繁殖（消耗好氧状态能源——聚β-羟基丁酸（PHB））， 逆浓度梯度过量吸磷（贮备厌氧状态能源——多聚磷酸盐颗粒）。
厌氧时：聚磷菌不繁殖，释放多聚磷酸盐于体外（产生能量供其储备消耗好氧状态能源——PHB））。与好氧正相反。
厌氧释放磷的过程
厌氧条件下，聚磷菌分解体内的多聚磷酸盐产生ATP，利用ATP以主动运输方式吸收产酸菌提供的基质进入细胞合成聚β-羟基丁酸盐（PHB），同时释放出PO43-。
产酸菌在厌氧或缺氧条件下分解蛋白质、脂肪、碳水化合物等大分子有机物为可快速降解的基质，这些基质能与聚磷菌混合后诱导磷释放：
①甲酸、乙酸、丙酸低级脂肪酸；
②葡萄糖、 乙醇、柠檬酸等；
③丁酸、乳酸、琥珀酸等。
①类基质存在使放磷速度较快，污泥初始的线性放磷由①类基质诱导所致，放磷速度与①类基质的浓度无关，仅与活性污泥的浓度和微生物的组成有关。
②类基质必须在厌氧条件下转化为①类基质后才能被聚磷菌利用，从而诱导磷的释放。因此诱导放磷的速度主要取决于②类基质转化成①类基质的速度
③类基质能否引起磷的释放则与污泥中微生物组成有关。在用该类基质驯化后，其诱导的厌氧放磷速度与①类基质相近
好氧吸磷过程
聚磷菌在好氧条件下，分解机体内的聚β-羟基丁酸盐和外源基质，产生质子驱动力，将体外的PO43-输送到体内合成ATP和核酸，将过剩PO43-的聚合成细胞贮存物—多聚磷酸盐。
聚磷菌能以比普通活性污泥高 3~7倍的水平摄取积累或释放出磷。
好氧条件下聚磷菌，过剩摄取磷酸盐；厌氧条件下，释放磷酸盐。
好氧吸收磷量大于厌氧放磷量，通过剩余污泥排放从而实现生物除磷的目的。
生物除磷技术就是利用聚磷菌这一功能而开创的。
在厌氧状态下放磷愈多，合成的PHB愈多，则在好氧状态下合成的聚磷量也愈多，除磷的效果也就愈好。
生物除磷过程的影响因素
（1）溶解氧
在聚磷菌放磷的厌氧反应器内，应保持绝对厌氧的条件，NO3-一类的化合态氧也不允许存在，但在聚磷菌吸磷的好氧反应器内却应保持充足的氧。厌氧段的DO应控制在0.2mg/L一下，好氧段控制在2.0mg/L左右。
（2）污泥龄
生物除磷主要是通过排除剩余污泥而去除磷的，因此剩余活泥多少将对脱磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。
当污泥龄为30d时，除磷率为40％，污泥龄为17d时，除磷率为50％，而当污泥龄降至5d时，除磷率高达87％。
（3）温度与PH值
在5~30℃的范围内，都可以取得较好的除磷效果。除磷过程适宜的pH值为6~8。
（4）BOD5负荷
一般认为，较高的BOD5负荷可取得较好的除磷效果，进行生物除磷的低限是BOD/TP=20(判定条件)。有机基质不同对除磷也有影响，一般低分子易降解的有机物诱导磷释放的能力较强，高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。磷的释放充分，磷的摄取量亦大。
（5）硝酸氮和亚硝酸氨
硝酸氮和亚硝酸氮的存在会抑制细菌对磷的释放，从而影响在好氧条件下对磷的吸收。NO3--N浓度应小于2mg／L。但当COD/TN>10时，NO3--N对生物除磷的影响就减弱了。
素材来源于网络，绿创环境整理
相关链接：
近期热点推荐：
