红薯粉生产废水案例
章 概述
红薯粉厂废水主要来源于生产过程中的工艺废水，主要包括蛋白液、中间产品的洗涤水、各种设备的冲洗水等，其主要成分为水溶性淀粉、可溶性蛋白质、多糖、氨基酸、维生素以及无机盐等多种有机和无机物质，是一种不含有毒物质的高浓度有机废水。由于生产过程中排放的污水对周围的环境产生一定的污染，企业领导对此非常重视，决心进行污染物治理，达标排放，在发展经济的同时以产生更好的环境效益和社会效益。根据建设单位要求和国家相关规范标准要求，工程设计处理出水水质达到国家污水处理标准。
第二章 废水处理设计
1、设计条件
1.1
工程名称
红薯粉生产600T/D废水处理工程
1.2
编制范围
本说明书的编制范围为：600T/D红薯粉生产废水。
1.3
设计规模
工程设计规模：根据相关交流提供的资料表明需要处理的外排废水如下：
红薯粉生产废水为600m3/d，按12h计算，则为50 m3/h。
1.4
编制依据
《中华人民共和国环境保护法》
（1989年12月）
《中华人民共和国水污染防治法》
（1996年5月）
《混凝土结构设计规范》
GBJ10-89
《建筑结构荷载规范》
GBJ9-87
《工业与民用供配电系统设计规范》
GB50052-95
国家、省市及当地有关环境保护、治理规划的政策及文件；
建设单位提供的相关文件资料；
我公司在印刷厂污水处理工程的实践经验。
1.5
标准与规范
本工程说明书报告编制执行的国家专业技术规范与标准如下（有更新的则以更新版本为准）：
（1）《地表水环境质量标准》
（GB3838-2002）
（2）《地下水环境质量标准》
（GB/T14848-93）
（3）《建筑给水排水设计规范》
（GBJ15-88）(97年版)
（4）《建筑地基处理技术规范》
（JGJ79-2002）
（5）《混凝土结构设计规范》
（GB50010-2002）
（6）《建筑结构可靠度设计统一标准》
（GB50068-2001）
（7）《工程结构可靠度设计统一标准》
（GB50153-92）
（8）《仪表系统接地设计规定》
（HG/T20513-2000）
（9）《工业建筑防腐设计规范》
（GB50046-95）
（10）《建筑设计防火规范》
（GBJ 16-87）（2001年版）
（11）《给水排水工程构筑物结构设计规范》
（GB50069-2002）
（12）《建筑电气设计技术规范》
（JGJ/T16－92）
（13）《低压配电设计规范》
（GB50054-95）
（14）《供配电系统设计规范》
（GB50052-95）
（15）《工业企业照明设计规范》
（GB50034-92）
（16）《工业与民用电力装置接地的设计规范》
（GBJ65-83）
（17）《低压配电装置及线路设计规范》
（GB50055-93）
（18）《仪表供电设计规定》
（HG/T20509-2000）
（19）《分散型控制系统工程设计规范》
（HG/T20573-95）
（20）《污水综合排放标准》
（GB8978-1996）
（21）《城镇污水处理厂污染物排放标准》
（GB18918-2002）
2、项目现状
红薯淀粉厂废水主要来源于生产过程中的工艺废水，主要包括蛋白液、中间产品的洗涤水、各种设备的冲洗水等，其主要成分为水溶性淀粉、可溶性蛋白质、多糖、氨基酸、维生素以及无机盐等多种有机和无机物质，是一种不含有毒物质的高浓度有机废水。此水直接排放达不到国家排放标准，受其委托，我公司为其出具技术方案，以供其参考。
第三章 工程内容
1、红薯粉生产废水处理工艺设计
1.1设计原则
（1）工艺流程先进、成熟、可靠，工艺参数在允许范围内留有余地，适应水质变化，确保出水达到排放要求；
（2）充分的考虑到冲击负荷的影响，处理效果稳定；
（3）采用先进优质的处理设备和设施，质量可靠，经济合理；
（4）布局合理，结构紧凑，节约占地；
（5）方便操作管理，降低运行费用，节省工程投资；
（6）充分利用现有设备及构筑物，以节省工程投资。
1.2
设计范围
本工程工艺设计的设计范围包括：工程的工艺流程设计，各处理建筑物单体设计以及工艺设备的技术参数确定等。
1.3
废水处理工艺流程设计
根据废水的实际情况，我们设计整个处理流程如下：
生产废水
格栅
调节池
中和反应/沉淀池
排污沟
二沉池
生物接触氧化池
水解酸化池
1.4
工艺流程说明
生产废水经由格栅隔出稍大型的悬浮物后污水通过调节池调节水质水量，由提升泵抽取进入中和反应/沉淀池，调节废水的pH值，生成弱解离的水分子，同时生成可溶解或难溶解的其他盐类，从而消除它们的有害作用，并通过沉淀作用，去除水中的悬浮物质。由于废水不易生化，故经沉淀后的废水采用ABR工艺、水解酸化池酸化减小有机物分子量，产生不完全氧化的产物，有利于后续的好氧段处理，然后通过生物接触氧化池处理，微生物的新陈代谢作用，将污水中的有机物质转化成二氧化碳和新生质经二沉池沉淀后达到排放标准。整个过程产生的活性污泥用泵抽取进入污泥池泥水分离，上清液回流至中和反应/沉淀池，污泥经压滤机脱水后卫生填埋或者运送垃圾处理站。
厌氧折流板反应器（ABR）中使用一系列垂直安装的折流板，将反应器分隔成串联的几个反应室，每个反应室都可以看作一个相对独立的上流式污泥床系统。被处理的废水在反应器内沿折流板作上下流动，依次通过每个反应室的污泥床，废水中的有机基质通过与微生物接触而得到去除。借助于处理过程中反应器内产生的气体使反应器内的微生物固体在折流板所形成的各个隔室内作上下膨胀和沉淀运动，而整个反应器内的水流则以较慢的速度作水平流动。水流绕折流板流动而使水流在反应器内的流经的总长度增加，再加之折流板的阻挡及污泥的沉降作用，生物固体被有效地截留在反应器内。因此ABR反应器的水力流态更接近推流式。其次由于折流板在反应器中形成各自独立的隔室，因此每个隔室可以根据进入底物的不同而培养出与之系统的处理效果和运行的稳定性相适应的微生物群落，从而导致厌氧反应产酸相和产甲烷相沿程得到了分离，使ABR反应器在整体性能上相当于一个两相厌氧系统，实现了相的分离。最后，ABR反应器可以将每个隔室产生的沼气单独排放?佣苊饬搜嵫豕滩煌锥尾钠逑嗷セ旌希绕涫撬峄讨胁?/span>H2可先行排放，利于产甲烷阶段中丙酸、丁酸等中间代谢产物可以在较低的H2分压下能顺利的转化。
水解阶段是大分子有机物降解的必经过程，大分子有机想要被微生物所利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入细菌细胞内进一步降解。酸化阶段是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。这也是为何在实际的工业废水处理工程中，水解酸化往往作为预处理单元的原因。
生物接触氧化法（biological contact oxidation
process）是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
2、单元设计
1）格栅井
池体尺寸：
1.5×1.0×1.0m
数
量：
1个
设备配置：
格栅
栅
隙：
20mm
清污方式：
人工定期清除
数
量：
1台
2）调节池
池体尺寸：
12×10×5.2m
数
量：
1个
有效容积：
V=600m3
停留时间：
1d
设备配置：
(1)污水提升泵（潜污泵），2台，一用一备；
(2)液位计，1套。
3）中和反应/沉淀池
中和反应池
池体尺寸：
4.0×2.2×2.5m
数
量：
1个
有效容积：
V=20m3
停留时间：
24min
沉淀池
池体尺寸：
8.0×4.0×5.0m
数
量：
1个
有效容积：
V=150m3
停留时间：
3h
4）ABR工艺池
池体尺寸：
12×10×5.2m
数
量：
1个
有效容积：
V=600m3
停留时间：
1d
5）水解酸化池
池体尺寸：
10×6×5.2m
数
量：
1个
有效容积：
V=300m3
停留时间：
6h
6）生物氧化池
池体尺寸：
16×10×5.2m
数
量：
1个
有效容积：
V=800m3
停留时间：
16h
7）二沉池
池体尺寸：
8.0×4.0×5.0m
数
量：
1个
有效容积：
V=150m3
停留时间：
3h
8）污泥池
池型尺寸：
5.0×3.0×3.0m
数
量：
1座
容
积：
V=45m3
设备配置：
(1)回流泵，2台，一用一备；
(2)螺杆泵，1台；
(3)压滤机，1套。
9）排污沟
尺
寸：
6.0×0.4×0.7m
数
量：
1座
10）操作间
由甲方提供
3
主要构筑物及设备材料表
主要构筑物一览表
|
序号
|
构筑物名称
|
总容积（m3）
|
数 量
|
备
注
|
|
1
|
格栅井
|
1.5
|
1座
|
|
|
2
|
调节池
|
624
|
1座
|
|
|
3
|
中和反应/沉淀池
|
182
|
1座
|
|
|
4
|
ABR反应器
|
624
|
1座
|
|
|
5
|
水解酸化池
|
312
|
1座
|
|
|
6
|
生物接触氧化池
|
832
|
1座
|
|
|
7
|
二沉池
|
160
|
1座
|
|
|
8
|
污泥池
|
45
|
1座
|
|
|
9
|
排污沟
|
1.68
|
1座
|
|
主要设备材料表
|
序号
|
名称
|
型号
|
数量
|
单位
|
|
1
|
格栅
|
20mm
|
1
|
台
|
|
2
|
加药系统
|
|
3
|
套
|
|
3
|
鼓风机
|
|
2
|
台
|
|
4
|
曝气软管
|
|
1
|
套
|
|
5
|
污泥泵
|
|
2
|
台
|
|
6
|
提升泵
|
50m3/h
|
2
|
台
|
|
7
|
回流泵
|
|
2
|
台
|
|
8
|
螺杆泵
|
|
1
|
台
|
|
9
|
压滤机
|
|
1
|
台
|
|
10
|
管道、阀门系统
|
各种规格
|
若干
|
批
|
|
11
|
斜管填料
|
|
若干
|
m3
|
|
12
|
邦尔膜填料
|
|
若干
|
m3
|
|
13
|
填料支架
|
|
2
|
套
|
|
14
|
斜管支架
|
|
1
|
套
|
|
15
|
电控设备及仪表
|
|
1
|
套
|
4
工程界面说明
1、工程用电：业主负责将电源线接入及该工程设备的电线接入。
2、系统出水：业主负责将废水输入处理站、处理后水接至排放地点。
第四章 工程投资估算及主要技术经济指标
1工程投资范围
本工程项目投资范围包括有：土建工程、设备仪器仪表购置、非标设备制造、安装工程、工程设计、运行调试以及其他有关费用，从方案编制、施工图设计、施工准备、工程建造至交付使用时的交钥匙全承包工程有关费用，但不包括站内三通一平，站外管网和动力电源工程。
2工程投资估算
土建工程投资估算表
|
序 号
|
项 目 名 称
|
总容积（m3）
|
造价(万元)
|
备
注
|
|
1
|
格栅井
|
1.5
|
|
|
|
2
|
调节池
|
624
|
|
|
|
3
|
中和反应/沉淀池
|
182
|
|
|
|
4
|
ABR反应器
|
624
|
|
|
|
5
|
水解酸化池
|
312
|
|
|
|
6
|
生物接触氧化池
|
832
|
|
|
|
7
|
二沉池
|
160
|
|
|
|
8
|
污泥池
|
45
|
|
|
|
9
|
排污沟
|
1.68
|
|
|
|
总价
|
|
设备材料投资明细表(单位：万元)
|
序号
|
项 目
名
称
|
规格型号
|
数量
|
单价
|
合价
|
生产厂家
|
|
1
|
格栅
|
20mm
|
1台
|
|
|
|
|
2
|
加药系统
|
|
3套
|
|
|
|
|
3
|
鼓风机
|
|
2台
|
|
|
|
|
4
|
曝气软管
|
|
1套
|
|
|
|
|
5
|
污泥泵
|
|
2台
|
|
|
|
|
6
|
提升泵
|
|
2台
|
|
|
|
|
7
|
回流泵
|
|
2台
|
|
|
|
|
8
|
螺杆泵
|
|
1台
|
|
|
|
|
9
|
压滤机
|
|
1台
|
|
|
|
|
10
|
管道及管件
|
|
1批
|
|
|
|
|
11
|
斜管填料
|
|
若干
|
|
|
|
|
12
|
拜尔膜填料
|
|
若干
|
|
|
|
|
13
|
填料支架
|
|
2套
|
|
|
|
|
14
|
斜管支架
|
|
1套
|
|
|
|
|
15
|
电控设备及仪表
|
|
1套
|
|
|
|
|
总价
|
|
投资估算明细表
|
序号
|
项 目 名 称
|
投资（万元）
|
备注
|
|
1
|
土
建
|
|
|
|
2
|
设
备
|
|
|
|
3
|
设备运安费
|
|
|
|
4
|
设
计 费
|
|
|
|
5
|
运行调试费
|
|
|
|
6
|
人员培训费
|
|
|
|
7
|
税
金
|
|
|
|
合
计
|
|
第五章
核心技术介绍
拜尔膜是一种带革命性的水生技术产品，由我公司引进国外先进技术的新一代生物（载体）填料，它能给水中所有分解和转化有害物质的细菌、微生物和藻类，以它1：250的巨大能力，提供一个理想的生长繁殖的栖息地。也就是在我们看到的每一平方米的产品上，邦尔膜能够向微生物提供250平方米的巨大生物附着的生长面，就象一个网球场那样大。拜尔膜生态基是由特殊的人造食物级聚合物基质而制成，它是百分百的生物惰性物质，不会有任何物质会沥滤于水中。它使用生物工程化和的水生基质来选择微生物种群和有益于污水处理的细菌和微生物，并帮助它们繁衍。
|
|
邦尔膜
|
水生植物
|
人物载体
|
|
高效生物生长面
|
有
|
无
|
有
|
|
三维生物生长面
|
有
|
有
|
无
|
|
动态环境
|
有
|
有
|
无
|
不同生物介质提供的生物附着长面是不同的：
湿地与天然植物：5m2/m2
生物生长物体（如绳索类材料）：50m2/m2
蜂巢型人工载体：88 m2/m2
拜尔膜：250m2/m2
含氮化合物在微生物的作用下，相继产生下列各项反应。
⑴ 氮化反应。有机氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、转化为氨态氮，这一过程称之为氨化反应，以氨基酸为例，其反应式为：
氨化菌
RCHNH2COOH+O2 RCOOH+CO2+NH3
⑵ 硝化反应。在硝化菌的作用下，氮态氮进一步分解氧化，就此分两个阶段进行，首先在亚硝化菌的作用下，使（NH4）转化为亚硝化氮，反应式为：
氨化菌
NH4++ O2
N2O－+H2O+2H+－△F
（△F=278.42kJ）
继之，亚硝酸氮在硝酸菌的作用下，进一步转化为硝酸氮，其反应式为：
硝酸菌
NO2+ O2
NO3－－△F
（△F=72.27kJ）
硝化反应的总反应式为：
NH4++2O2
NO3－+H2O+2H+－△F
（△F=351kJ）
⑶ 硝化菌。亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌，硝化菌是化能自养菌，革兰氏染色阴性，不生芽孢的短杆状细菌，广泛存活在拜尔膜活性生态基中，在自然界的氮循环中起着重要的作用。这类细菌的生理活动不需要有机性营养物质，从CO2获取碳源，从无机物的氧化中获取能量。
⑷ 硝化反应正常进行应保持的环境调节。应当注意，硝化菌对环境的变化很敏感，为了使硝化反应进行正常，就必须保持硝化菌所需要的环境条件，其中有：好氧条件，满足“硝化需氧量”的要求，并保持一定的碱度。
由前式可以看到，在硝化过程中，1mol原子氮（N）氧化成硝酸氮，需2mol分子氧（O2），即1g氮完成硝化反应，需氧4.57g，这个需氧量称为“硝化需氧量”（NOD）。
其次，在硝化反应过程中，将释放出H+离子，致使混合液中H+离子浓度增高，从而是pH值下降。硝化菌对pH值的变化十分敏感，为了保持适宜的pH值，应当在废水中保持足够的碱度，以保证对反应过程进行调节pH值的变化，起到缓冲的作用。一般来说，1g硝酸氮（以N计）完全硝化，需碱度（CaCO3计）7.1g。
⑸ 进行硝化反应应当保持的各项指标
① 溶解氧。氧是硝化反应过程中的电子受体，反应器内溶解氧高低，必将影响硝化反应的过程，在进行硝化反应的曝气池内，据实验结果证实，溶解氧含量不能低于1mg/L。
② 温度。硝化反应的适宜温度是20～30℃，15℃以下时，硝化速度下降，5℃时完全停止。
③ pH值。硝化菌对pH值的变化非常敏感，pH值是8.0～8.4.在这一pH值条件下，硝化速度，硝化菌的比增殖速度可达值。
④ 生物固体平衡停留时间（污泥龄）。为了使硝化菌群能够在连续流反应器系统中存活，微生物在反应器内的停留时间(θc)N必须大于自养型硝化菌最小的世代时间(θc) Nmin，否则硝化菌的流失率将大于净增殖率，将使硝化菌从系统中流失殆尽。一般对(θc) N的取值，至少应为硝化菌最小世代时间的2倍以上，即安全系数应大于2。(θc) N值与温度密切相关，温度低，(θc)
N取值明显提高。重金属及有害物质。除重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有：高浓度的NH4-N、高浓度的NOx－-N、有机底物以及络合阳离子等。
2．反硝化
⑴ 反硝化反应过程与反硝化菌。反硝化反应是指硝酸氮（NO3－－N）和亚硝酸氮（NO2－－N）在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮（N2）的过程。
拜尔膜中的反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌的细菌。在厌氧条件下，发生厌氧呼吸，以硝酸氮（NO3－－N）为电子受体，以有机底物（有机碳）为电子供体。在这种条件下，不能释放出更多的ATP，相应合成的细胞物质也较少。
在反硝化反应过程中，硝酸氮通过反硝化菌的代谢活动，可能有两种转化途径，即：同化反硝化（合成），最终形成有机氮化合物，成为菌体的组成部分；另一为异化反硝化（分解），最终产物是气态氮，见下图。
⑵ 影响反硝化反应的环境因素
① 碳源。能为反硝化菌所利用的碳源是多种多样的，但从废水生物脱氮工艺来考虑，可分下列几类：
a．废水中所含碳源。这是比较理想和经济的，优于外加碳源。一般认为，当废水中BOD5/T-N值>3～5时，即可认为碳源充足，勿需外加碳源。
b．外加碳源。当废水中碳、氮比值过低，当废水中BOD5/T-N值<3～5时，即需另投加有机碳源，现多采用甲醇（CH3OH），因为他被分解后的产物为CO2和H2O，不留任何难于降解的中间产物，而且反硝化速率。
② pH值。pH值是反硝化的重要影响因素，对反硝化菌最适宜的pH值是6.5～7.5，在这个pH值的条件下，反硝化速率，pH值高于8或低于6时，反硝化速率将大为下降。
③ 溶解氧。反硝化是异养兼性厌氧菌，只有在无分子氧而同时存在硝酸和亚硝酸离子的条件下，它们才能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。如反应器内溶解氧较高，将使反硝化菌利用氧进行呼吸，抑制反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成，或者氧成为电子受体，阻碍硝酸氮的还原。但是，另一方面，在反硝化菌体内某些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合成，这样，反硝化菌以在厌氧、好氧交替的环境中生活为宜，溶解氧应控制在0.5mg/L以下。
④ 温度。反硝化反应的适宜温度是20～40℃，低于15℃时，反硝化菌的增殖速率降低，代谢速率也降低，从而降低了反硝化速率。
在冬季低温季节，为了保持一定的反硝化速率，应考虑提高反硝化反应系统的污泥龄（生物固体平均停留时间θc）；降低负荷率；提高废水的停留时间。
研究结果表明，反硝化反应过程的温度系数θ值介于1.06～1.15之间。
此外，负荷率高，温度的影响也低。
生物脱氮过程中各种生化反应的特性列于下表中。
生物脱氮反应过程各项生化反应特征
|
生化反应类型
|
去除有机底物
|
硝
化
|
反硝化
|
|
亚硝化
|
硝化
|
|
微生物
|
好氧菌和兼性菌
（异养型细菌）
|
Nirosomomas
自养型细菌
|
Nitrobacter
自养型细菌
|
兼性菌
异养型细菌
|
|
能源
|
有机物
|
化学能
|
化学能
|
有机物
|
|
氧源(H受体)
|
O2
|
O2
|
O2
|
NO3－
NO2－
|
|
溶解氧
|
1～2mg/L以下
|
2mg/L以上
|
2mg/L以上
|
0～0.5mg/L
|
|
碱度
|
没有变化
|
氧化1mg/L NO4－－N需要7.14mg的碱度
|
没有变化
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还原1mgNO3－－N，NO2－－N生成3.57g碱度
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氧的消耗
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分解1mg有机底物(BOD5)需氧2mg
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氧化1mgNH4－－N需氧3.43mg
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氧化1mgNH4－－N需氧1.14mg
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分解1mg有机底物(COD)需要NO2－－N0.58mg，NO3－－N0.35mg，以提供化合态的氧
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最适pH值
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6～8
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7～8.5
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6～7.5
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6～8
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最适水温
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15～25℃
θ=1.0～1.04
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30℃
θ=1.1
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30℃
θ=1.1
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34～37℃
θ=1.06～1.15
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增殖速度
/d－1
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1.2～3.5
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0.21～1.08
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0.28～1.44
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好氧分解的
～
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分解速度
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70～870mg
BOD/(gMLSS·h)
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7mgNO4－+－N
/(gMLSS·h)
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0.02
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2～8mgNO4－+－N/(gMLSS·h)
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产率
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16%CH3OH/
C5H7O2N
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0.04～0.13mgVSS/mgNO4－+－N能量转换率为5%～35%
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0.02～0.07mg/mgNO2－－N能量转换率为5%～35%
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16%CH3OH/
C5H7O2N8
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1．生物除磷的机理
根据霍米尔（Holmers）提出的化学式，活性污泥组成是：C118H170O51N17P，由此可得C：N：P=46：8：1。如废水中N、P的含量低于此值，则需要另行从外部投加；如等于此值，则在理论上应当是能够全部摄取而加以去除的。
生物除磷是利用聚磷菌一类的微生物，能够过量地在数量上超过其生理需要的从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到从废水中除磷的效果。聚磷菌的作用机理见下图。
⑴ 在厌氧区。在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下，兼性细菌通过发酵作用将溶解氧BOD5转化为挥发性有机酸（VFA），聚磷菌吸收这些VFA并进入细胞内，同化合成为胞内碳源的储存物——聚-β-羟基丁酸盐（PHB），所需的能量来源于聚磷菌将其细胞内的有机态磷转化为无机态磷并导致磷酸盐的释放。
⑵ 在好氧区。聚磷菌的活力得到恢复并以聚磷的形式存储超出生长需要的磷量，通过对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存储起来，聚磷盐从液相去除。产生的高磷污泥通过剩余污泥的形式得到排放，从而将磷从系统中去除。
由生物除磷机理可见，聚磷菌在厌氧状态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的溶解性有机物获取能量以吸收磷，在整个生物除磷过程中表现一种能量的储存和释放过程，在聚磷菌的摄磷和放磷过程中起着十分重要的作用，即聚磷菌对PHB合成能力的大小将直接影响其摄磷能力的高低。正是因为聚磷菌在厌氧-好氧交替运行的系统中有释磷和摄磷的作用，才使得它在其它微生物的竞争中取得优势，从而使除磷作用向正反应的方向进行。其原因就在于聚磷菌在厌氧条件下能够将其体内储存的聚磷酸盐分解，以提供能量摄取废水中溶解性有机基质，合成并储存PHB，这样使得其在与其他微生物的竞争中，其他微生物可利用的基质，从而不能很好地生长。在好氧阶段由于聚磷菌的过量摄磷作用，使得活性污泥中其他微生物得不到足够的有机基质及磷酸盐，也使聚磷菌在其他微生物的竞争中获得优势。
2．生物除磷的影响因素
⑴ 溶解氧。溶解氧的影响包括两方面。首先必须在厌氧区中控制严格的厌氧条件，这直接关系到聚磷菌的生长状况、释磷能力及利用有机基质合成PHB的能力。由于DO的存在，一方面DO将作为最终电子受体而抑制厌氧菌的发酵产酸作用，妨碍磷的释放；另一方面会耗尽能快速降解的有机基质，从而减少了聚磷菌所需的脂肪酸产生量，造成生物除磷效果差。其次是在好氧区中要供给足够的溶解氧，以满足聚磷菌对其储存的PHB进行降解，释放足够的能量供其过量摄磷之需，有效地吸收废水中的磷。一般厌氧段的DO应严格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的溶解氧控制在2.0mg/L左右。
⑵ 厌氧区硝态氮。硝态氮包括硝酸盐和亚硝酸盐氮，，其存在同样也会消耗有机基质而抑制聚磷菌对磷的释放，从而影响在好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。另一方面硝态氮的存在会被部分生物聚磷菌（气单胞菌）利用作为电子受体进行反硝化，从而影响其在发酵中间产物作为电子受体进行发酵产酸，从而抑制了聚磷菌的释磷和摄磷能力及PHB的合成能力。
⑶ 温度。温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显，因为在高温、中温、低温条件下，有不同的菌群都具有生物脱磷的能力，但低温运行时厌氧区的停留时间要更长一些，以保证发酵作用的完成基质的吸收。实验表面在5～30℃的范围内，都可以得到很好的除磷效果。
⑷ pH值。试验证明pH值在6～8的范围内时，磷的厌氧释放比较稳定。pH值低于6.5时生物除磷的效果会大大下降。
⑸ BOD负荷和有机物性质。废水生物除磷工艺中，厌氧段有机基质的种类、含量及其与微生物营养物质的比值（BOD5/TP）是影响除磷效果的重要因素。不同的有机物为基质时，磷的厌氧释放和好氧摄取是不同的。根据生物除磷原理，分子量较小的易降解的有机物（如低级脂肪酸类物质）易于被聚磷菌利用，将其体内储存的多聚磷酸盐分解释放出磷，诱导释磷的能力较弱。厌氧阶段磷的释放越充分，好氧阶段磷的摄取量就越大。另一方面，聚磷菌在易于段释放磷所产生的能量，主要用于其吸收进水中低分子有机基质提供给聚磷菌合成PHB，是关系到聚磷菌在厌氧条件下能否生理生存的重要因素。一般认为，进水中BOD5/TP要大于15，才能保证聚磷菌有着足够的基质需求而获得良好的除磷效果。为此，有时可以采用部分进水和省去初沉池的方法，来获得除磷所需要的BOD5负荷。
⑹ 污泥龄。由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的，因此剩余污泥量的多少将决定系统的除磷效果。而泥龄的长短对污泥的摄磷作用及剩余污泥的排放量有着直接的影响。一般来说，泥龄越短，污泥含磷量越高，排放的剩余污泥量也越多，越可以取得较好的除磷效果。短的泥龄还有利于好氧段控制硝化作用的发生而利于厌氧段的充分释磷，因此，仅以除磷为目的的污水处理系统中，一般宜采用较短的泥龄。但过短的泥龄会影响出水的BOD5和COD，若泥龄过短可能会使出水的BOD5和COD达不到要求。资料表明，以除磷为目的生物处理工艺污泥龄一般控制在3.5～7d。
另外，一般来说厌氧区的停留时间越长，除磷效果越好。但过长的停留时间，并不会太多地提高除磷效果，且会有利于丝状菌的生长，使污泥的沉淀性能恶化，因此厌氧段的停留时间不宜过长。剩余污泥的处理方法也会对系统的除磷效果产生影响，因为污泥浓缩池中呈厌氧状态会造成聚磷菌的释磷，使浓缩池上清液和污泥脱水液中含有高浓度的磷，因此有必要采取合适的污泥处理方法，避免磷的重新释放。
图1
废水处理现场
图2
设备间