Prinsip dan Teknologi Proses Penghapusan Fosfor Biologis

I. Bentuk Fosfor dalam air limbah Fosfor dalam air limbah terutama ada dalam tiga bentuk: Fosfat anorganik: H2PO4−, HPO42−, PO43− Polifosfat Fosfor organik Dalam pengolahan air limbah,semua bakteri menyerap sejumlah fosfor dari lingkungan untuk memenuhi kebutuhan pertumbuhan merekaNamun, sekelompok bakteri tertentu yang dikenal sebagai Polyphosphate Accumulating Organisms (PAOs), juga disebut sebagai bakteri akumulasi fosfat atau bakteri penghapusan fosfor,dapat menyerap fosfor melebihi kebutuhan fisiologis merekaDengan membuang lumpur yang kaya fosfor ini, phosphorus dihilangkan dari sistem. 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. Fase Pelepasan Fosfor Anaerobik Dalam kondisi anaerob, proses utama berikut terjadi:(1) Bahan organik dalam air limbah diubah menjadi asam lemak volatil (VFAs) oleh bakteri acidogenic fermentatif. (2) Di bawah kondisi anaerobik yang tidak menguntungkan ini, PAO membongkar cadangan polifosfat intraseluler mereka.Energi yang dihasilkan sebagian digunakan untuk pemeliharaan sel dan sebagian untuk aktif menyerap VFA, yang kemudian dikonversi dan disimpan secara intraseluler sebagai PHB (poly-β-hydroxybutyrate).(3) Fosfat anorganik yang dihasilkan dari dekomposisi polifosfat dilepaskan kembali ke dalam air limbah.. "
2. Aerobic Phosphorus Uptake Phase Setelah memasuki lingkungan aerobik: (1) PAO secara aerobik memetabolisme PHB yang tersimpan,melepaskan energi yang cukup besar untuk memicu proliferasi dan aktivitas fisiologis lainnya. (2) Bagian dari energi ini mendorong penyerapan aktif fosfat dari air limbah,yang terakumulasi secara intraseluler sebagai polifosfat dalam jumlah yang berlebihan. Ini merupakan "pengambilan fosfor aerobik".(3) Limbah aktif limbah, yang mengandung PAO yang telah menyerap fosfor berlebih, mewakili fosfor yang dikeluarkan dari air limbah.Proses lumpur aktif konvensional hanya mencapai sekitar 12%~20% penghapusan fosfor melalui asimilasiSebaliknya, sistem yang dirancang untuk penghapusan fosfor biologis dapat mencapai kandungan fosfor lumpur 5% -6% (berat kering), dengan tingkat penghapusan umumnya cukup untuk memenuhi standar pembuangan.IIIFaktor-faktor yang mempengaruhi Penghapusan Fosfor Biologis
3. Zona Anaerobik Oksigen Larut (DO): Harus benar-benar anaerobik; bahkan nitrat (NO3−) harus tidak ada.Harus mempertahankan oksigen larut yang cukup untuk memastikan penyerapan fosfor yang memadai oleh PAO.
4. Waktu Retensi Limbah (SRT) SRT secara signifikan memengaruhi efisiensi penghapusan fosforSRT = 30 hari → ~ 40% tingkat penghapusan SRT = 17 hari → ~ 50% tingkat penghapusan SRT = 5 hari → hingga 87% tingkat penghapusan
5. Suhu rentang optimal: 5 ̊30°C.
6. Nilai pH kisaran optimal: 6 ̊8.
7. BOD5 Loading Rasio BOD5/TP > 20 adalah persyaratan dasar untuk penghapusan fosfor yang efektif. Senyawa organik berat molekul rendah yang mudah terurai secara biologis menginduksi pelepasan fosfor yang lebih kuat;pelepasan anaerob yang lebih lengkap mengarah pada penyerapan aerob yang lebih besar selanjutnya.
8. Konsentrasi nitrat Tingkat nitrat di zona anaerob harus dipertahankan di bawah 2 mg/L. Ketika COD/TKN > 10, efek penghambat nitrat dikurangi.
9. Potensi oksidasi-pengurangan (ORP) 表格 Zona ORP Range Zona aerobik +40 sampai +50 mV Zona anoksik -160 sampai -5 mV IV. Proses Penghapusan Fosfor Biologis
10. Proses Anaerob-Oksik (A/O Process) Karakteristik Proses: Waktu Retensi Hidraulik (HRT): 3 ‰ 6 jam Campuran Liquor Suspended Solids (MLSS) dalam tangki aerasi: 2,700 ‰ 3,Efisiensi Penghapusan Fosfor: ~ 70%; TP limbah < 1 mg/L Isi fosfat lumpur: ~ 4% (nilai pupuk tinggi) SVI < 100; kemampuan menetap yang baik, tahan terhadap bulking
11. Proses Phostrip (Biologi-Kimia Gabungan) Proses Phostrip mengintegrasikan penghapusan fosfor biologis dan kimia:(1) Aliran utama mengalami perawatan biologis konvensional (anaerob-aerob). (2) Sungai sampingan dari lumpur aktif kembali masuk ke tangki penghapusan di mana fosfor dilepaskan dalam kondisi anaerob.(3) Kapur ditambahkan ke supernatant yang kaya fosfor untuk presipitasi kimia. (4) Limbah yang dihilangkan dikembalikan ke sistem arus utama.1% Konsumsi kapur rendah SVI < 100; lumpur mudah menetap, mengental, dan menguras air; nilai nutrisi/baja yang tinggi;tahan terhadap bulking Kesimpulan Inti penghapusan fosfor biologis terletak pada mekanisme "pembebasan-penangkapan" siklik PAO yang didorong oleh kondisi anaerob-aerob bergantianTingkat pelepasan fosfor anaerob secara langsung menentukan kapasitas untuk penyerapan aerob berikutnya; oleh karena itu,pemeliharaan yang ketat dari lingkungan anaerob (tidak adanya oksigen terlarut dan nitrat) sangat penting untuk keberhasilan penghapusan fosfor biologisSelain itu, SRT yang tepat, sumber karbon yang cukup, dan pH yang tepat adalah faktor penting untuk memastikan efisiensi penghapusan yang tinggi.