Крім технологічних схем фізико-хімічного вилучення фосфору з його сполук, що знаходяться в стоках, що включають стадію аеробного біохімічного окислення стоків. використовуються і ті, що засновані на біологічних методах очищення.
До них відноситься послідовна обробка стоків поєднанням методів анаеробного і аеробного біохімічного окислення. В основі такого видалення лежить активність мікроорганізмів, і особливого роду бактерій, здатних запасати фосфор в кількостях, що перевищують необхідні для їх приросту за масою.
Зазвичай їх концентрація в біомасі активного мулу не так велика, щоб вони могли відігравати помітну роль при дефосфорізаціі стоків. Тому для їх розвитку створюються особливі умови середовища і наявність поживного субстрату, що містить в основному низькомолекулярні леткі жирні кислоти. Оптимально, якщо основна частина живильної середовища буде складатися з оцтової і пропіонової кислоти.
- Ці бактерії, споживають низькомолекулярні органічні кислоти в анаеробних умовах з використанням енергії, що виділяється при розпаді поліфосфатних з'єднань.
- Далі. в аеробних умовах середовища, вони окислюють запасений при споживанні органічних кислот матеріал для відтворення своєї біомаси. При цьому утворилися при розпаді поліфосфатних з'єднань фосфати споживаються з водного середовища і накопичуються у вигляді сполук фосфору, службовців джерелом біологічної енергії, при цьому відбувається значне збільшення концентрації загального фосфору в біомасі.
- Потім витягнуті зі стічної води і накопичені в організмі бактерій поліфосфати виводяться разом з надлишком біомаси активного мулу.
При перекладі назад в анаеробні умови повторюється процес розпаду поліфосфатів, а при поверненні до аеробного окислення - поновлюється накопичення фосфору в зростаючої біомасі.
Цей процес тісно пов'язаний з концентрацією летучих жирних кислот в зоні анаеробного окислення, службовців харчуванням для фосфоронакаплівающіх бактерій, тому що чим вона вище, тим більша кількість фосфатів вони здатні видалити зі стічної води.
До факторів, що впливає на повноту видалення фосфору зі стічної води, відносяться
- концентрація кисню у водному середовищі,
- ступінь гідролізу органічних речовин,
- температура,
- а також якісний і кількісний склад оброблюваних таким способом стоків.
Концентрація розчиненого кисню необхідна для того, щоб біомаса активного мулу в аеробній зоні системи біологічного видалення фосфору була в стані вилучити з водного розчину максимальну кількість фосфору. Це пов'язано з тим, що при акумулюванні фосфору під час приросту бактеріальної біомаси шляхом окислення речовини, накопиченого в клітинах, паралельно йде процес нітрифікації. тобто окислення амонійного азоту до нітритів і нітратів, так само вимагає наявності кисню в якості акцептора електронів.
Крім цього, в живильному субстраті має перебувати достатня кількість оцтової і пропіонової кислоти, тобто ступінь гідролізу органічних речовин на стадії анаеробного зброджування повинна бути досить високою. так як в безкисневому зоні накопичений субстрат може бути також використаний в процесах денітрифікації, з відновленням нітритів і нітратів до вільного азоту.
Так як, як правило, процеси видалення цих біогенних елементів при біохімічному окисленні йдуть паралельно. при біологічному видаленні фосфору слід враховувати також і наявну в стоках концентрацію загального азоту. так як видалення фосфатів в зоні анаеробного окислення починається тільки після закінчення процесів денітрифікації.
На перебіг процесу видалення фосфору і пов'язані з ним процеси нітрифікації і денітрифікації великий вплив мають умови перемішування середовища. При перемішуванні за допомогою систем аерірованія знижується ефективність процесу денітрифікації та накопичення фосфору акумулюють його бактеріями, а при використанні мішалок механічного типу кисень надходить тільки в зону аеробного окислення, не перешкоджаючи, таким чином, процесам денітрифікації і розкладання поліфосфатів.
Ця схема видалення фосфору чергуванням обробки стоків в зонах анаеробної і аеробного біологічного очищення використовується в різних варіаціях і в інших, більш вдосконалених системах.
До одним з них ставиться метод анаеробного окислення реціклового активного мулу, що надходить після стадії аеробного очищення, що сприяє ефективному вилученню фосфатів зі стічної води, з ефективністю, яка доходить до 90%, в той час як при використанні стандартної схеми з поперемінним анаеробним і аеробним окисленням вона становить близько 70%.