摘要 摘要 隨著水體“富營養(yǎng)化”問題的日漸突出，污水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷緊縮，以控制 富營養(yǎng)化為目的的脫氮除磷己成為當(dāng)今污水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。a ：o 是 最基本的生物脫氮除磷工藝。但是，傳統(tǒng)a ：o 工藝出水水質(zhì)不高，尤其難以同 時(shí)實(shí)現(xiàn)高效的脫氮和除磷。為了解決該問題，本課題以生活污水為處理對象，以 5 f - - a 2 o 中試設(shè)備為基礎(chǔ)，首次設(shè)計(jì)并應(yīng)用豎流式初沉污泥發(fā)酵工藝強(qiáng)化生物 除磷，系統(tǒng)的考察了各運(yùn)行工況和進(jìn)水條件下，通過優(yōu)化系統(tǒng)，強(qiáng)化生物除磷情 況。 首先通過小試試驗(yàn)探討了b o d 5 t p 對除磷的影響，并對低碳源生活污水如 何提高進(jìn)水b o d 5 ，r p ，提出了有效的解決方法。通過中試試驗(yàn)證實(shí)，初沉污泥 水解能有效的提高進(jìn)水b o d s t p ，有利于強(qiáng)化生物除磷。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，初沉污泥 水解提高了b o d 5 ，r p 和b o d 5 t k n 比，尤其能顯著提高進(jìn)入生化系統(tǒng)v f a 含 量，為后續(xù)強(qiáng)化生物處理創(chuàng)造了理想的條件。并對豎流式初沉污泥發(fā)酵工藝經(jīng)初 沉污泥水解后水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)污泥水解后進(jìn)水的 b o d 5 、c o d e r 、t p 、s p 、s s 、b o d s t p 、b o d 5 t k n 分別：6 1 1 、3 6 5 、 3 6 1 、1 7 3 6 、5 2 0 、2 1 2 、6 8 2 。 其次研究了s r t 對a 2 o 生物除磷的影響，通過對比間歇排泥和連續(xù)排泥試 驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在保持污泥濃度恒定的情況下，連續(xù)排泥能夠有效的增加系統(tǒng)的排泥量， 最大限度的提高除磷效果，產(chǎn)泥系數(shù)由間歇排泥的0 4 0 6 k gd s k gb o d 5 ，增加 到連續(xù)排泥的0 5 o 8 5k gd s k gb o d 5 。在本試驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)條件下，a 2 o 工藝 s r t 為7 1 0 d ，出水穩(wěn)定達(dá)到一級b 標(biāo)準(zhǔn)。 在總氮達(dá)標(biāo)的前提下，本課題提出通過初沉污泥發(fā)酵和及時(shí)控制排泥兩方面 強(qiáng)化生物除磷，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證可以取得較好的處理效果。 關(guān)鍵詞：a 2 o 工藝；c p ；初沉污泥水解；排泥量；優(yōu)化控制 a b s t r a c t a bs t r a c t t h es t a n d a r do fw a s t e w a t e rd i s c h a r g ew a sc o n t r o l l e dm o r es t r i c t l yw i t ht h e s e “c e l - ee u t r o p h i c a t i o nq u e s t i o no c c u r r e d t h e r e f o r et h en i t r o g e na n dp h o s p h o r u s r e m o v a lt e c h n o l o g yf o re u t r o p h i c a t i o nc o n t r o lh a sb e e nt h es t u d yf o c u si nt h e w a s t e w a t e rt r e a t m e n ta r e s m a n y m pc h o o s ea o op r o c e s s b e c a u s ei ti s a v a i l a b i l i t y o nt h eo t h e rh a n d , t h eo p e r a t i o nc a n n o ti nh i g he f f e n c ye s p i c a l l yi nl o w c a r b o ni n f l u e n t i no r d e rt os l o v et h i sq u e s t i o n w ed i dap i l o ts c a l et e s tw i t h5 f 一t o e q u i p m e n t f o rt h ef i r s tt i m ed e s i g na n da p p l yv e r t i c a ls e t t i n gt a n kf o rp r i m a r y s e d i m e n t a t i o nf e r m e n t a t i o ni no r d e rt oe n h a n c e db i o l o g i c a lp h o s p h o r u sr e m o v a l w e s t u d i e dt h es y s t e ms t a t ea td i f f e r e n to p e r a t i o n sa n di n f l u e n tc o n d i t i o n s f i r s t l yw ed i s c u s s e de f f e c to fc pt ot h ep h o s p h o r u sr e m o v a l ，t h r o u g has m a l l s c a l et e s t a n dm a k es u g g e s t i o n st oh o wt oe n h a n c et h ec t t ot h el o wc a r b o ni n f l u e n t p r i m a r yf e r m e n t a t i o nc a l li m p r o v ec pi ne f f e c t i v e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tp r i m a r y f e r m e n t a t i o nc a ni n c r e a s ei n f l u e n ti n d e xs u c ha sb o d 5 ，c o d e r , t p , s p , s s c o m p a r i n gt h e e f f l u e n tf r o mf u l ls c a l ep l a n tp r i m a r ys e d i m e n t a t i o n ，s e p a r a t e l y i n c r e a s e d ，6 1 1 、3 6 5 、3 6 1 、1 7 3 6 a n d5 2 o ，a n d t h e t e c h n o l o g y e s p e c i a l l y i nf a v o ro f t h ei n f l u e n tv f a ，e n h a l l e eb i o l o g i c a lp h o s p h o r u sa n dn i t r o g e nr e m o v a lt o t h eb i o l o g i c a ls y s t e m s e c o n d l yw es t u d i e ds r te f f e c to ft h ep h o s p h o r u sr e m o v a l ，t h r o u g hd i f f e r e n t w a y so fw a s t es l u g ed i s c h a r g ei np i l o tt e s t w ef o u n dt h a tc o n t i n u o u sd i s c h a r g ew a s t e s l u g ec a ni n c r e a s e dt h eq u a n t i t yo fs l u g et h a ns e q u e n c ed i s c h a r g ew a s t es i n g e , a t c o n t a n tm l s s t h es l u g ep r o d u c ei n d e xf r o m0 4 0 6 k gd s k gb o d st o0 5 0 8 5 k gd s k gb o d 5i nt h ee x p e r i m e n t , i ti si n c r e a s ep h o s p h o r u sr e m o v a lf r o md i s c h a r g e w a s t es l u g e i no u re x p e r i m e n tt h eo p t i m a ls r ti s7 1 0 d ，t h ee f f l u e n tw a t e rq u a l i t y u pt op a r ( f i r s tl e v e lb i ng b l8 9 18 - - 2 0 0 2 ) w es u g g e s tu s ep r i m a r yf e r m e n t a t i o na n dd i s c h a r g ew a s t es l u g ei nt i m ee n h a n c e b i o l o g i c a lp h o s p h o r u sr e m o v a l ，h a v eb e e nc o n f i r m e da sag o o di d e ab yp i l o ts c a l e t e s t k e yw o r d s ：a 2 op r o c e s s ；c pr a t i o ；p r i m a r yf e r m e n t a t i o n ；q u a n t i t y o f d i s c h a r g e w a s t es l u g e ；o p t i m a lc o n t r o l n 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研 究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他 人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京工業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu) 的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均 已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 簽名：拙! 芷吼堅(jiān)汪：多 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解北京工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán) 保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿?分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。 ( 保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定) 簽名：二主盤導(dǎo)師簽名： 1 1 課題背景 1 1 1 課題來源 第1 章緒論 本課題為國家十五重大科技專項(xiàng)( 2 0 0 4 a a 6 0 1 0 1 0 ) “水污染控制技術(shù)與治理 工程”專項(xiàng)中，城市污水a(chǎn) 2 o 處理設(shè)備成套化研究中的部分研究內(nèi)容。 1 1 2 課題目的和意義 近二十年來，隨著經(jīng)濟(jì)和城市化的快速發(fā)展，我國面臨著日益嚴(yán)重的水污染 和水資源短缺問題，其中由氮磷營養(yǎng)物質(zhì)引起的水體富營養(yǎng)化問題日益突出【卜3 】。 水體富營養(yǎng)化引起水中藻類的過量繁殖，降低了水的透明度，使水帶有異味，造 成水中溶解氧降低。某些藻類產(chǎn)生毒素危害水生生物，影響人類健康，破壞了水 生生態(tài)。因此，在對污水中的b o d 5 和s s 進(jìn)行有效去除的同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)需要， 考慮污水的脫氮除磷。目前，許多工藝方法具有脫氮、除磷、以及同時(shí)脫氮除磷 的能力，大量的文獻(xiàn)從不同方面論述了它們的去除原理、化學(xué)計(jì)量表達(dá)式和動力 學(xué)過程、影響因素、設(shè)計(jì)理念、及其相互作用。但是由于處理系統(tǒng)中各種微生物 群落之間存在著復(fù)雜的相互作用，目前在國內(nèi)還沒有一座污水處理廠能夠穩(wěn)定的 同時(shí)達(dá)到氮磷的出水標(biāo)準(zhǔn)。因此，了解國際上最新的脫氮除磷研究成果、應(yīng)用實(shí) 例和操作經(jīng)驗(yàn)，并通過先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段精確的確定污水中氮、磷的反應(yīng)速率來指 導(dǎo)污水廠科學(xué)有效的運(yùn)行具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)需求。 在污水處理實(shí)踐中，根據(jù)受納水體的水質(zhì)要求及其它的一些客觀情況，生物 脫氮除磷可以分成以下幾個(gè)層次【4 】：去除有機(jī)氮和氨氮；去除總氮，包括有機(jī)氮 和氨氮及硝酸鹽；去除磷，包括有機(jī)磷和無機(jī)磷酸鹽；去除有機(jī)氮和氨氮，并去 除磷；去除總氮和磷，即完全的脫氮除磷。針對以上目標(biāo)的研究均已廣泛開展 5 - 1 1 。隨著國內(nèi)外對水體中的氮磷濃度以及排放標(biāo)準(zhǔn)限制的日益嚴(yán)格【1 2 1 4 1 ，高效、 同步生物除磷脫氮技術(shù)的研究、開發(fā)和工程應(yīng)用成為國內(nèi)外污水處理界關(guān)注的熱 點(diǎn)問題之一。 采用常規(guī)的活性污泥法對污水進(jìn)行二級生化處理，主要是去除污水中的含碳 有機(jī)物，除了很小一部分氮、磷被合成細(xì)胞以剩余污泥形式排放外，污水中的大 部分氮、磷隨處理水排出。我國2 0 0 3 年7 月1 日開始實(shí)施的城鎮(zhèn)污水處理廠污染 北京1 = 業(yè)大學(xué)1 = 學(xué)碩十學(xué)位論文 物排放標(biāo)準(zhǔn)( g b l 8 9 1 8 2 0 0 2 ) 中，對總氮、氨氮及總磷的指標(biāo)均作了更嚴(yán)格 的控制。為達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，絕大多數(shù)污水處理廠須改進(jìn)或增加除磷脫氮的處理工 藝。厭氧缺氧好氧( a n a e r o b i c a n o x i c o x i c ) 工藝簡稱a 2 o i 藝，其發(fā)展已有 3 0 年左右的時(shí)間，因其工藝簡單，能兼顧氮、磷的去除并有較好的效果，故發(fā)展 比較迅速，在城市污水處理廠、小區(qū)生活污水處理站以及工業(yè)廢水處理設(shè)施等系 統(tǒng)中均有廣泛應(yīng)用【1 5 】，對a 2 l o i 藝的研究也不斷深入。 a ：o 是最基本的生物脫氮除磷工藝。但是，傳統(tǒng)a 2 o 工藝出水水質(zhì)不高， 尤其難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效的脫氮和除磷。隨著對脫氮和除磷要求的不斷提高，針對 a 2 o 的一些內(nèi)在問題，出現(xiàn)了很多變形新工藝，典型的有u c t 、m u c t 、v i p 、 o w a s a 、p h o s t r i p 等工藝。這些變形新工藝雖然在國內(nèi)應(yīng)用不多，但在國外早 已在生產(chǎn)中大量應(yīng)用。 上述工藝基于好氧硝化和缺氧反硝化以及好氧吸磷和厭氧釋磷這些最基本 的微生物學(xué)機(jī)理。上世紀(jì)九十年代以來，生物脫氮除磷在機(jī)理上出現(xiàn)了許多新進(jìn) 展，代表性的理論有同步硝化反硝化、短程反硝化、缺氧吸磷、內(nèi)源反硝化等。 對應(yīng)這些理論，出現(xiàn)了一些最新的生物脫氮除磷工藝，但這些工藝目前尚未實(shí)質(zhì) 性地應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。 通過大量的調(diào)查研究，我們發(fā)現(xiàn)絕大部分采用a 2 o 工藝的城市污水處理廠 出水的氮磷不能同時(shí)達(dá)標(biāo)，少數(shù)能同時(shí)達(dá)標(biāo)的污水處理廠是因?yàn)檫M(jìn)水總磷濃度較 低，靠微生物的同化作用去除掉了大部分磷。導(dǎo)致氮磷不能同時(shí)達(dá)標(biāo)的因素主要 有：污泥齡不能同時(shí)滿足硝化和除磷的需要，硝化細(xì)菌的生長繁殖需要足夠長的 泥齡，而除磷則需大量排泥，從而使泥齡降低；好氧段的溶解氧水平不能同時(shí)滿 足硝化和除磷的需要，硝化需要高溶解氧水平，而高溶解氧將導(dǎo)致厭氧段及缺氧 段氧化還原電位的提高，從而嚴(yán)重影響釋磷及反硝化；入流污水中碳源不足，不 能同時(shí)滿足反硝化和釋磷的需要或不能將有限的碳源進(jìn)行合理分配；缺氧段或厭 氧段的有效池容不夠，缺氧、厭氧、好氧三段的比例分配不合理；回流比太高， 將使厭氧段氧化還原電位提高影響釋磷，太低將導(dǎo)致聚磷菌在二沉池釋磷。內(nèi)回 流比太高，將使缺氧段氧化還原電位大大提高，內(nèi)回流比太低，將降低反硝化效 率。a 2 o 工藝實(shí)踐標(biāo)明：污泥齡、溶解氧水平、碳源及其分配、缺厭好三段的 比例、內(nèi)外回流比這五個(gè)因子是影響生物脫氮除磷效率的關(guān)鍵因予；以上五個(gè)因 子能在一定的范圍內(nèi)同時(shí)滿足釋磷、反硝化、吸磷、硝化四個(gè)生化過程的需要， 亦即理論上存在氮磷同時(shí)高效去除的可能；而現(xiàn)有污水處理廠不能同時(shí)高效脫氮 除磷的主要原因是這五個(gè)因子大部分或全部在實(shí)際運(yùn)行中不可調(diào)?；谝陨险J(rèn) 識，我們提出在脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)中，將以上五個(gè)因子設(shè)計(jì)成高度可調(diào)，實(shí)現(xiàn) 5 f ( f l e x i b l e ) ，在運(yùn)行中通過對5 f 進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到同時(shí)高效脫氮除磷。 2 1 2 生物除磷原理及工藝發(fā)展 1 2 1 傳統(tǒng)生物除磷原理 廢水中磷的存在形態(tài)取決于廢水的類型，最常見的是磷酸鹽( 皿尸所， 上滬四一，尸四一) 、聚磷酸鹽和有機(jī)磷。在常規(guī)二級污水處理中，有機(jī)物的生物降 解伴隨著微生物菌體的合成，磷作為生物的生長元素也成為生物污泥的組分，從 水中去除。微生物正常生長時(shí)，活性污泥含量一般為干重的1 5 2 3 ，通過剩 余污泥排放可獲得1 0 3 0 的除磷效果。 污水除磷技術(shù)的發(fā)展起源于生物超量吸磷現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)。生物除磷機(jī)理可概述 如下 1 6 - 1 8 】： 在厭氧條件下，聚磷菌消耗糖元，將胞內(nèi)的聚磷水解為正磷酸鹽釋放到胞外， 并從中獲取能量，同時(shí)將環(huán)境中的有機(jī)碳源( 揮發(fā)性脂肪酸v f a ) 以胞內(nèi)碳能 源存貯物( 主要為p h b ，聚1 3 羥基丁酸) 的形式貯存。在好氧條件下，聚磷菌 以0 2 為電子受體，氧化胞內(nèi)貯存的p h b ，利用產(chǎn)生的能量過量地從環(huán)境中攝取 磷，以聚磷酸高能鍵的形式存貯。通過排放富磷的剩余污泥可實(shí)現(xiàn)磷的去除。 通過分析a 2 o 工藝厭氧池和好氧池中放磷量和吸磷量，發(fā)現(xiàn)放磷量愈多， 吸磷量也愈多，總磷的去除效果愈好【1 9 1 ?？梢钥闯?，a 2 o 工藝生物除磷過程的 關(guān)鍵之一是厭氧池中磷的釋放。 1 2 2 生物除磷研究現(xiàn)狀及進(jìn)展 通過全面的基礎(chǔ)研究、生產(chǎn)性試驗(yàn)和工程運(yùn)行總結(jié)，污水生物除磷技術(shù)在理 論上和實(shí)踐上都獲得了重大突破?？偟膩碚f，污水生物除磷技術(shù)經(jīng)歷了以下幾個(gè) 發(fā)展階段： ( 1 ) 2 0 世紀(jì)六十年代，以l e v i n 和s h a p i r o 等瑚】為代表的研究人員對生物 除磷的特性進(jìn)行了研究，對具有明顯除磷能力的污水處理廠進(jìn)行了觀測和試驗(yàn)， 證明了除磷作用的生物學(xué)本質(zhì)； ( 2 ) 2 0 世紀(jì)七十年代，加強(qiáng)了從微生物學(xué)角度對生物除磷技術(shù)的研究，第 一次從除磷活性污泥中分離出純微生物除磷細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)不動桿菌在其中起主要作 用。這些微生物學(xué)方面的研究為現(xiàn)今生物除磷新陳代謝的種種假設(shè)提供了重要基 礎(chǔ)： ( 3 ) 2 0 世紀(jì)七十年代，認(rèn)識到好氧區(qū)之前設(shè)置厭氧接觸區(qū)，污泥進(jìn)行厭氧 好氧交替循環(huán)的必要性，從而開發(fā)了多種生物除磷工藝流程，如a o 除磷工藝， 北京工業(yè)大學(xué)1 = 學(xué)碩卜學(xué)位論文 并開始工程化應(yīng)用： ( 4 ) 2 0 世紀(jì)七八十年代，在試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐中認(rèn)識到避免硝酸鹽進(jìn)入 厭氧區(qū)的必要性，開發(fā)了優(yōu)化生物除磷性能的工藝技術(shù)和運(yùn)行技術(shù)，如u c t 工 藝： ( 5 ) 2 0 世紀(jì)八十年代，簡單低分子量( 可快速生物降解) 基質(zhì)的作用及存 在的必要性逐漸被重視，許多研究學(xué)者開始進(jìn)行生物除磷生化模型的研究和開 發(fā)，引入了生物化學(xué)和生物力能學(xué)理論，使污水生物除磷技術(shù)進(jìn)入了定量化模擬 和優(yōu)化階段； ( 6 ) 2 0 世紀(jì)九十年代至今，生物除磷技術(shù)取得了很大進(jìn)步，研究成果包括： 確定了在反硝化條件下可以進(jìn)行生物吸磷；除不動桿菌外，還有許多細(xì)菌可以進(jìn) 行生物吸磷；生物除磷靜態(tài)與動態(tài)模型的研究與開發(fā)取得了長足的進(jìn)步等。污水 生物除磷技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛重視和應(yīng)用。 由傳統(tǒng)的生物脫氮和除磷機(jī)理可知，要達(dá)到同步脫氮除磷的目的，常規(guī)的生 物脫氮除磷工藝應(yīng)包括厭氧、缺氧、好氧三種狀態(tài)。各工藝的出發(fā)點(diǎn)就是通過優(yōu) 化三種狀態(tài)的組合方式和數(shù)量分布的時(shí)間變化以及回流方式和回流位置等創(chuàng)造 出更適合特定微生物生長的環(huán)境，以達(dá)到高效脫氮、除磷的目的【2 1 - 2 4 。因此產(chǎn)生 了b a r d e n p h o 、a 2 o 、u c t 等可以實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷的工藝，并不斷加以改進(jìn)。 另外，近幾年研究發(fā)現(xiàn)，一種反硝化聚磷菌( d p b ，d e n i t r i f y i n gp h o s p h o r u s r e m o v i n g b a c t e r i a ) 能在缺氧條件下過量吸磷 2 s , 2 6 。d p b 的生物吸放磷作用被荷 蘭d e l f t 工業(yè)大學(xué)和日本東京大學(xué)研究人員合作研究確認(rèn)，并冠名“反硝化除磷” ( d e m t r i f y i n gd e p h o s p h a t a t i o n ) 。硝酸鹽還原性和超量吸磷只是兩種并不沖突的細(xì) 菌的生化特性，某種細(xì)菌既可單獨(dú)擁有其中一種生化特性，也可同時(shí)擁有這兩種 生化特性。因此，反硝化菌和聚磷菌之間并無嚴(yán)格區(qū)分，可相互交叉，其交叉點(diǎn) 是反硝化聚磷菌。由細(xì)菌完成的生物脫氮與生物除磷是兩個(gè)既相對獨(dú)立又相互交 叉的生理過程，其交叉點(diǎn)是同時(shí)擁有硝酸鹽還原性和超量吸磷這兩種生化特性的 細(xì)菌( d p b ) 進(jìn)行的反硝化吸磷脫氮生化反應(yīng)。在結(jié)合的除磷脫氮過程中，c o d ( 化學(xué)需氧量) 和氧的消耗量均能得到相應(yīng)節(jié)省。比較傳統(tǒng)的專性好氧磷細(xì)菌去 除工藝，反硝化除磷細(xì)菌能分別節(jié)省約5 0 和3 0 的c o d 與氧的消耗量，相應(yīng) 減少剩余污泥量5 0 p t j 。因此，具有反硝化除磷細(xì)菌富集的處理系統(tǒng)可以被視 為可持續(xù)處理工掣2 8 】。 很多研究人員對反硝化除磷技術(shù)進(jìn)行了研究，有關(guān)在生物除磷脫氮工藝中發(fā) 現(xiàn)缺氧吸磷現(xiàn)象的報(bào)道很多2 9 。3 2 1 ，如：中國市政工程華北設(shè)計(jì)院在a 2 o 工藝的 中試研究中觀測到缺氧區(qū)出現(xiàn)反硝化吸磷脫氮現(xiàn)象；青島建筑工程學(xué)院的張波和 同濟(jì)大學(xué)的高廷耀在常規(guī)a 2 o 工藝的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)缺氧吸磷現(xiàn)象；荷蘭d d f l 大 學(xué)的t ik u b a 等人在采用改良u c t 工藝的污水處理廠的活性污泥中，發(fā)現(xiàn)了反 4 第1 幣緒論 硝化聚磷菌d p b ；挪威科學(xué)技術(shù)大學(xué)的k o s t g a a r d 等人對u c t 污水處理廠 進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)缺氧區(qū)除磷量占整個(gè)處理系統(tǒng)除磷量的3 0 ；劉洪波等”1 通過 試驗(yàn)證實(shí)，紀(jì)莊子污水處理廠污泥中有反硝化聚磷菌的存在。 李捷等人【3 卅以厭氧好氧生化反應(yīng)器中的聚磷菌為試驗(yàn)對象，研究了3 種不 同電子受體( 0 2 、n o ；一n 、n o ；- n ) 對聚磷菌吸磷效果的影響。結(jié)果表明： 傳統(tǒng)的厭氧好氧生化反應(yīng)器中存在有反硝化聚磷菌，且隨著n o ；一n 質(zhì)量濃度 的不同，反硝化聚磷速率和總量也不同，而低水平的c o d t p 將有利于反硝化聚 磷菌的生長；此外，n o ；一n 也可參與聚磷菌缺氧吸磷反硝化的過程，但高質(zhì)量 濃度的n o ；一n 將會對聚磷菌產(chǎn)生抑制作用 3 5 】。試驗(yàn)證實(shí)，以氧為電子受體的聚 磷速率和聚磷總量明顯高于n o ；一n 和n o ；一n ，但是，后二者的能耗、污泥產(chǎn) 生量低于前者。h u z h i r o n g ，e k a m a ，j i a n g y i f e n g 等人【2 5 1 也得出結(jié)論，認(rèn)為缺 氧狀態(tài)下磷攝取量明顯比好氧狀態(tài)下磷攝取量低，也就是說，聚磷菌對磷的吸收 仍以好氧吸收為主。 1 3 生物除磷的應(yīng)用現(xiàn)狀 1 3 1國外應(yīng)用現(xiàn)狀 國外污水處理技術(shù)發(fā)展較快，傳統(tǒng)的a 2 o 工藝得以不斷的改進(jìn)和發(fā)展，因 此，a 2 o 變形工藝及其他相關(guān)工藝也得以廣泛應(yīng)用，如p h o s t r i p 、v i p 、p h o r e d o x 、 u c t 等工藝，在美國、加拿大以及非洲的幾個(gè)國家應(yīng)用較多。由表1 1 【3 6 捌中污 水處理廠出水n 、p 數(shù)據(jù)可以看出，根據(jù)各廠進(jìn)水特點(diǎn)和處理目標(biāo)選用不同的 a 2 c l 變形工藝或其他工藝，污水處理效果良好。對照中國城鎮(zhèn)污水處理廠污 染物排放標(biāo)準(zhǔn)( g b l 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 以及國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來看，大部分污水處理廠的 氮去除率高，均能達(dá)標(biāo)排放，而磷去除效果不穩(wěn)定，如美國的1 a r g o 、y o r k r i v e r 以及南非的g o u d k o p p i e s 等污水處理廠出水磷濃度仍然很高。 英國泰晤士水處理公司在b e c k t o n 建成3 0 0 0 0m 3 d 處理規(guī)模的j h b 生物除 磷脫氮工藝示范工程，并于1 9 9 3 年4 月投入運(yùn)行。該廠設(shè)計(jì)的主要參數(shù)有：混 合液回流比為2 0 0 4 0 0 ，厭氧區(qū)的回流比為1 0 2 0 ，厭氧、缺氧和好 氧三段的停留時(shí)間分別為o 7 、1 0 和5 1 h 。b e c k t o n 污水處理廠1 2 周的運(yùn)行結(jié)果 見表l 一2 【3 引，分析表明：j h b 工藝示范工程有機(jī)物去除和硝化效果良好；具有 較好的生物除磷脫氮效果，但不能滿足歐共體都市污水處理指令( e u r o p e a n c o m m u n i t y u r b a l l w a s t e w a t e r d i r e c t i v e ：e c u w w d ，1 9 9 1 ) 的要求，尤其p 的去 北京t 業(yè)大學(xué)t 學(xué)碩f 。學(xué)位論文 除效果很不理想，甚至無法滿足我國城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) ( g b l 8 9 1 8 2 0 0 2 ) 二級標(biāo)準(zhǔn)的要求。在厭氧區(qū)硝酸鹽濃度低和初沉污水短鏈脂 肪酸濃度高時(shí)，生物除磷效果較好。如果要達(dá)到出水磷1m g l 的標(biāo)準(zhǔn)，就必須 提高進(jìn)水短鏈脂肪酸的濃度。 表1 - 1國外部分地區(qū)污水處理廠n 、p 出水狀況 t l b l el - lna n dpe f f l u e n tf r o mo v g l s e a sp a r t i a l ，、) 盯甲 處理規(guī)模出水t n出水t p 污水處理廠名 處理工藝 m d m g lm g 幾 美國u o o k e r sp o i n t3 6 3 0 0 b a r d e n p h o 工藝 墊0 美國r e n o s p a r k s 1 0 0 3 0 0 p h o s t r i p 工藝 曼4 6 美國l a r g o 3 7 l o oa 2 o 工藝 ! ；8 0雯4 ( p 0 4 3 p ) 美國l a m b e r t sp o i n t 1 5 1 4 0 0 v i p 工藝 1 0 萬) 總磷 7 3 士2 33 4 + 1 3 1 0 ( 服務(wù)人口 1 0 萬) 6 1 3 2 國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀 國內(nèi)選用a 2 o 及其變形工藝的污水處理廠較多，在實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)氮、 磷去除矛盾突出，出水水質(zhì)中氮、磷兩項(xiàng)指標(biāo)難以同時(shí)達(dá)標(biāo)。下面介紹國內(nèi)幾個(gè) 不同地區(qū)采用a 2 o 及其變形工藝且運(yùn)行狀況較好的污水處理廠實(shí)例。 1 3 2 1 清河污水處理 清河污水處理廠是北京市排水集團(tuán)京北分公司下轄的幾個(gè)主要污水處理廠 之一，位于清河北岸，清河鎮(zhèn)以東馬坊村。該廠一期工程設(shè)計(jì)日處理能力2 0 萬 m 3 ，采用活性污泥法延時(shí)曝氣工藝，于2 0 0 0 年1 2 月開工，2 0 0 2 年9 月正式投 產(chǎn)運(yùn)營；二期工程設(shè)計(jì)日處理能力仍為2 0 萬m 3 ，采用倒置a 2 o 工藝，于2 0 0 3 年9 月開工建設(shè)，目前已建成通水。 清河污水處理廠實(shí)際運(yùn)行過程中的進(jìn)出水水質(zhì)如表1 3 所示( 文中引用的 實(shí)際運(yùn)行中的進(jìn)出水水質(zhì)資料實(shí)際上指的是該廠在某一段時(shí)期內(nèi)的平均進(jìn)出水 水質(zhì)，下同) 。從表中數(shù)據(jù)來看，清河污水處理廠的出水水質(zhì)基本滿足設(shè)計(jì)出水 指標(biāo)要求，同時(shí)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)( g b l 8 9 1 8 2 0 0 2 ) 的一 級b 標(biāo)準(zhǔn)，總體運(yùn)行效果良好。其中，n 的去除率高，而出水p 濃度未能達(dá)到 設(shè)計(jì)出水要求。 表1 3 清河污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中的進(jìn)出水水質(zhì)( r a g l ) t a b l e1 - 3i n f l u e n ta n de f f l u e n tw a t e rq u a l i t yi nq i n g h e 、) l w 門下 項(xiàng)目進(jìn)水出水去除率設(shè)計(jì)出水指標(biāo) b o d 。2 3 0 61 2 19 4 82 0 c o d4 6 7 24 4 39 0 56 0 s s3 0 4 01 0 99 6 42 0 氨氮 3 6 84 1 68 8 91 5 磷6 41 2 68 0 3l 0 1 3 2 2 莆田市污水處理廠 福建省莆田市建設(shè)局主管的莆田市污水處理廠，位于莆田市涵江區(qū)白塘鎮(zhèn)顯 應(yīng)村。該廠采用a 2 o 工藝，設(shè)計(jì)的日處理能力近期為8 萬m 3 ，遠(yuǎn)期為1 6 萬m 3 。 工程于1 9 9 9 年1 1 月開工，2 0 0 2 年9 月通水運(yùn)行。 莆田市污水處理廠實(shí)際運(yùn)行過程中的進(jìn)出水水質(zhì)如表1 4 所示。從表中數(shù) 據(jù)可以看出，莆田市污水處理廠的出水水質(zhì)滿足設(shè)計(jì)出水指標(biāo)要求，達(dá)到城鎮(zhèn) 7 北京工業(yè)大學(xué)丁學(xué)碩士學(xué)位論文 污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)( g b l 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 的一級b 標(biāo)準(zhǔn)，由于進(jìn)水n 、p 濃度低，出水中氨氮和磷的濃度甚至達(dá)到了一級a 標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行效果十分理想。 表l 一4 莆田市污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中的進(jìn)出水水質(zhì)( r a g l ) t a b l e1 - 4l n f l u e n te n de f f l u e n tw a t e rq u a l i t yi np u t i e nw w t p 項(xiàng)目進(jìn)水出水去除率設(shè)計(jì)出水指標(biāo) b o d ；6 6 15 29 2 1 32 0 c o d1 9 5 3 73 5 18 2 0 36 0 s s1 9 0 8 1 1 49 4 0 32 0 氨氮 1 3 01 5 88 7 8 58 磷3 6o 4 48 7 7 81 5 1 3 2 3 團(tuán)島污水處理廠 團(tuán)島污水處理廠位于青島市市南區(qū)團(tuán)島四路北側(cè)，設(shè)計(jì)規(guī)模為1 0 萬m 3 d 。 該廠生物池采用改進(jìn)a ：o 工藝，平行設(shè)四格，每格設(shè)回流污泥反硝化、生物除 磷、反硝化、硝化反硝化、硝化及除氣區(qū)等六個(gè)區(qū)。泥齡為1 5 天，m l v s s 為 3 3 l ，污泥回流比為1 0 0 1 5 0 ，混合液回流比為4 0 0 ，反硝化和硝化區(qū) 的體積比為1 ：1 9 5 。該廠于1 9 9 8 年建成調(diào)試并運(yùn)行。 團(tuán)島污水處理廠實(shí)際運(yùn)行過程中的進(jìn)出水水質(zhì)見表1 5 。該廠地處缺水嚴(yán) 重的青島市，水資源的利用率高，因此進(jìn)水水質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)濃度都非常高。出水 水質(zhì)中除磷外，其他指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也能達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污 染物排放標(biāo)準(zhǔn)( g b l 8 9 1 8 2 0 0 2 ) 的一級b 標(biāo)準(zhǔn)。磷的去除率雖然達(dá)到8 0 ， 但由于進(jìn)水中磷濃度高達(dá)2 9 3m g l ，出水中磷濃度仍有5 8m g l 。 表l 一5 團(tuán)島污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中的進(jìn)出水水質(zhì)( m g l ) t a b l e1 - 5i n f l u e n te n de f f l u e n tw a t e rq u a l i t yi nt u e n d a ow 丌p 項(xiàng)目 進(jìn)水出水去除率設(shè)計(jì)出水指標(biāo) b o d t7 0 1 7 2 2 99 6 73 0 c o d1 3 6 26 3 69 5 31 0 0 s s1 1 0 3 21 8 29 8 43 0 氨氮 9 2 9 8 6 9 12 5 磷 2 9 35 88 03 以上為國內(nèi)應(yīng)用較好的污水處理廠的運(yùn)行情況，很多污水處理廠氮磷不能同 時(shí)達(dá)標(biāo)，脫氮效果好時(shí)除磷效率低，除磷效果好時(shí)脫氮效率低，究其原因?yàn)樵谀?前建成的污水處理廠中，一些工藝參數(shù)在運(yùn)行過程中很難甚至無法進(jìn)行調(diào)整和改 變，一旦進(jìn)水條件如迸水水量、進(jìn)水水質(zhì)或溫度等發(fā)生較大變化時(shí)，原設(shè)計(jì)的工 第1 幣緒論 藝參數(shù)難以滿足進(jìn)水條件改變后的工藝要求，致使處理效果差，出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)， 尤其氮、磷的去除矛盾激化，無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)除磷脫氮的目的。此外，由于工藝參 數(shù)的變量較多，且各參數(shù)之間相互關(guān)聯(lián)，而目前對這些參數(shù)組合取值缺少足夠的 理論研究依據(jù)，使得在污水處理廠在運(yùn)行過程中調(diào)試難度增大，往往顧此失彼， 難以在較短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整各參數(shù)達(dá)到各自的最佳值。因此，進(jìn)一步研究a 2 o 工 藝中各參數(shù)相互影響的關(guān)系，尋找所有參數(shù)組合的最佳值，同時(shí)研究各參數(shù)在運(yùn) 行過程中實(shí)現(xiàn)可調(diào)的設(shè)計(jì)方法，并開發(fā)出相應(yīng)設(shè)備，增加a 2 o 工藝的適應(yīng)性和 穩(wěn)定性，使其在污水處理領(lǐng)域發(fā)揮其更大的優(yōu)勢，已成為a 2 o 工藝優(yōu)化研究中 的重點(diǎn)問題和熱點(diǎn)方向。 1 4 生物除磷的影響因素及解決方法 1 4 1 生物除磷的主要影響因素 1 4 1 1 溫度 溫度是生物除磷過程中的一個(gè)復(fù)雜影響因素。溫度的升高或降低對除磷過程 的影響還未被人們非常清楚地認(rèn)識。這是因?yàn)闇囟扔绊懟钚晕勰喙に嚨母鱾€(gè)層 面。溫度的變化對下列情況有明顯作用。 微生物的狀態(tài)，如聚磷菌的活性；污泥種群，如在消化和酸化過程中污泥中 聚磷菌的含量；可能存在的物理和化學(xué)過程，如化學(xué)沉淀。 表1 6 概述了溫度的降低對除磷效率的影響。從表中我們可以看出，溫度 的變化有時(shí)會促進(jìn)生物除磷過程的提高生物處理效率，有時(shí)則相反。 表1 - - 6 溫度降低對除磷效率的影響 t a b l e1 - 6e f f e c to f t e m p e r a t u r ed r o pt ot h ee f f i c i e n c yo f p h o s p h o n br e m o v a l 水平影響 結(jié)果 對生物除磷的影響 轉(zhuǎn)換速率降低釋磷和吸磷量降低 生物體 衰減速率降低，導(dǎo)致污泥產(chǎn)量上 聚磷菌的貯存能力增強(qiáng) + 升 污泥中聚磷菌組分的變化釋磷和存儲動力學(xué)的變化 七| 一 聚磷菌可利用底物增加；聚磷 種群 硝化反應(yīng)降低，硝酸鹽含量降低+ 菌的貯存能力增強(qiáng) 聚磷可利用底物減少；聚磷菌 發(fā)酵作用降低，v f a 產(chǎn)量的減少 的貯存能力降低 當(dāng)溶解性產(chǎn)物過量，沉淀能力 物理化學(xué)沉淀+ 增強(qiáng) 9 北京t 業(yè)大學(xué)工學(xué)碩i ：學(xué)位論文 注：1 聚磷酸鹽的貯存能力是由每單位聚磷菌的貯存能力和聚磷菌的數(shù)量所決定的。 2 只有在高污泥負(fù)荷條件下應(yīng)用。由于現(xiàn)在對總氮的要求日益增高，污泥負(fù)荷較低，即 使在低溫下也能進(jìn)行完全硝化。 然而，這些積極和消極的因素所帶來的影響是生物除磷工藝的其他過程所共 同決定的。例如，在一個(gè)負(fù)荷非常低、任何情況下均能完成完全硝化的活性污泥 工藝中溫度降低對除磷效率的影響，要比高負(fù)荷運(yùn)行、不進(jìn)行硝化反應(yīng)的活性污 泥工藝小的多。般情況下，聚磷菌吸磷與釋磷速率均隨溫度的升高而增大【1 4 1 。 隨著溫度的提高，硝化、反硝化以及酸化反應(yīng)速率也增大。因?yàn)闇囟葘钚陨?( 在生物體和種群水平上) 的影響比較明顯，所以在不同過程溫度的條件下，比 較生物除磷工藝的運(yùn)行效果時(shí)，采用每克揮發(fā)性懸浮固體( v s s ) 來表述釋磷與 吸磷速率是非常必要的。 在厭氧段，溫度對厭氧釋磷的影響不及其對硝化、反硝化影響大 3 9 1 。一些文 獻(xiàn)指出，5 到2 5 。c 的溫度范圍對除磷效果沒有顯著影響 4 0 ”，如m i l b u r y 等人【4 2 】 報(bào)道，溫度從2 2 c 下降到9 4 對磷的去除效果沒有影響。從太原市北郊污水凈 化廠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出【4 3 】，即使在溫度較低的1 0 1 2 月份，t p 的去除效果仍 很好。曹國民等人】通過a 2 o 試驗(yàn)認(rèn)為，小于1 5 c 氮去除率明顯下降，而8 1 0 時(shí)仍有較好的除磷效果。k a r i nj 6 n s s o n 等人【4 5 1 對瑞典一家e b p r 工藝污水處 理廠的試驗(yàn)結(jié)果也表明，在碳源充足的條件下，溫度低于1 0 時(shí)除磷效果依然 很好。h e l m e r 等人【4 6 】在5 2 0 的溫度范圍內(nèi)對強(qiáng)化生物除磷( e b p r ) 系統(tǒng)的 除磷效果進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)釋磷速率隨溫度降低而顯著降低，從2 0 降至l o 時(shí)，吸磷速率有所下降，但繼續(xù)降至5 時(shí)，吸磷速率又有所上升，總的看來低 溫對除磷效果沒有顯著影響。 在溫度對除磷效果的影響方面，也有一些研究人員通過試驗(yàn)得出了不同的結(jié) 論。一些報(bào)導(dǎo)指出在較高溫度下可以取得更好的除磷效果 4 7 1 ，如v a s s o s 等4 8 1 通 過對一家改良b a r d e n p h o 污水廠4 年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)溫度在水溫在9 至1 5 時(shí)磷去除率約為6 8 ，而1 5 至2 l 時(shí)約為8 5 。而一些研究指出較低溫度下 的除磷效果比較高溫度下還要好【4 9 】。一些文獻(xiàn)表明【5 “，在5 到2 0 。c 的溫度范圍 內(nèi)，厭氧釋磷速率和好氧吸磷速率隨溫度的增加而增加，但在2 0 以上時(shí)，溫 度對釋磷和吸磷速率沒有顯著影響。 p a o s ( 聚磷菌) 與g a o s ( 非聚磷糖元積累菌) 的競爭是導(dǎo)致生物除磷系統(tǒng) 不穩(wěn)定的重要原因之一” ，溫度的變化可能會加劇這兩種微生物的競爭而導(dǎo)致除 磷效果變差。l i a n g - m i n gl a n g m u i rw h a i l 一5 2 殖過a o 強(qiáng)化生物除磷工藝試驗(yàn)發(fā) 現(xiàn)，在溫度高于2 0 時(shí)，p a o s 會和g a o s 競爭碳源從而導(dǎo)致除磷效果不穩(wěn)定。 在2 0 、污泥齡1 0 天的條件下，聚磷菌p a o s 占絕對優(yōu)勢，并在c o d p 為3 0 0 4 0 時(shí)可以達(dá)到4 0 m g p l 的去除效果，而當(dāng)溫度變?yōu)? 0 時(shí)，g a o s 有著更高的碳 1 0 第1 蘋緒論 源利用速率，超過p a o s 而占絕對優(yōu)勢，除磷效果變差。t h o n g c h a ip a n s w a d 等【5 3 】 發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)化生物除磷系統(tǒng)中，當(dāng)溫度從2 0 0 到3 0 0 。c 時(shí)，優(yōu)勢微生物種群 從聚磷菌p a o s ( 4 7 - 7 0 v s s ) 轉(zhuǎn)變?yōu)榫厶窃? 6 4 - 7 5 v s s ) ，而當(dāng)溫度上升 至3 5 5 時(shí)，普通的異養(yǎng)菌成為優(yōu)勢種群( 9 0 v s s ) 。 1 4 1 2 p h 生物除磷過程受p h 值的影響也比較明顯，特別是在厭氧釋磷階段。p h 值 將影響醋酸鹽進(jìn)入細(xì)胞的過程。低p h 值還會導(dǎo)致釋磷速率和醋酸鹽吸收速率的 降低。這意味著，在低p h 值條件下每釋放單位質(zhì)量的磷酸鹽就需要更多的醋酸 鹽。同時(shí)，由聚磷酸鹽分解所釋放的能量不是用于將醋酸鹽轉(zhuǎn)化為多聚物如p h b 進(jìn)行貯存，而是用于將醋酸鹽通過細(xì)胞膜送入細(xì)菌體內(nèi)。 由以上論述可知，在進(jìn)行厭氧釋磷實(shí)驗(yàn)過程中必須測定p h 值并維持其恒定。 近年來由于未維持恒定的p h 值，致使許多磷實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)了不準(zhǔn)確的報(bào)道。在 此基礎(chǔ)上，對生物除磷活性污泥在生物釋磷實(shí)驗(yàn)中的變化規(guī)律的解釋也是不夠準(zhǔn) 確的。 p h 值不僅對生物釋磷和吸磷有明顯影響，而且還對活性污泥中的物理一化 學(xué)固磷作用有顯著影響。在高p h 值條件下( 7 5 ) ，一個(gè)或多個(gè)金屬磷酸鹽化 合物的溶解性產(chǎn)物將會增多，導(dǎo)致金屬磷酸鹽沉淀的生成。在無輔助化學(xué)除磷的 生物除磷工藝中，采用協(xié)同沉淀有助于總磷的去除。 1 4 1 3 進(jìn)水組分 進(jìn)水組分決定了生物除磷工藝的運(yùn)行與效率，因此必須對其進(jìn)行分析。一般 情況下，在生物除磷工藝中，每去除l m g 磷酸鹽需要2 0 m g c o d ，其中c o d 是 指可快速生物降解c o d 和慢速降解c o d 之和。他們是廢水c o d 組分中s s 和 x s 組分。 揮發(fā)性有機(jī)酸，包括醋酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽等，構(gòu)成了聚磷菌的營養(yǎng)底物。 他們是廢水c o d 組分中s s 組分。這些揮發(fā)性有機(jī)酸，部分來自于城市污水之中， 特別是采用壓力管道輸送城市污水情況。揮發(fā)性脂肪酸組分可通過以下方法提 高： 1 在厭氧區(qū)可發(fā)酵c o d 組分和部分慢速可生物降解c o d 的發(fā)酵作用( 水解 酸化) ； 2 初沉污泥發(fā)酵； 通過初沉池可以從污水中去除一部分c o d ，但去除量的多少由污水的類型 和濃度所決定。由于作為聚磷菌底物的大部分易生物降解c o d 是可溶的，所以 北京_ t 業(yè)大學(xué)t 學(xué)碩一l ：學(xué)位論文 初沉對生物除磷無直接影響。一些學(xué)者認(rèn)為在初沉過程中去除的可沉淀c o d 在 厭氧段不會明顯增加進(jìn)水中揮發(fā)性有機(jī)組分，所以在這種情況下就有必要對初沉 污泥進(jìn)行分離發(fā)酵。 1 4 1 4 硝酸鹽和氧 硝酸鹽和氧對生物除磷會產(chǎn)生有利和不利的影響。一方面，聚磷菌要在有硝 酸鹽和氧的條件下在好氧區(qū)或缺氧區(qū)進(jìn)行生物吸磷，另一方面，硝酸鹽和氧通過 進(jìn)水和回流液進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，對生物除磷產(chǎn)生不利影響。在厭氧區(qū)，硝酸鹽和氧都 會被消耗，同時(shí)消耗c o d 。 對于每克氧和硝酸鹽，分別消耗掉2 m g c o d 和4 m g c o d 。因此，易生物降 解c o d 的量就會產(chǎn)生不足，從而使除磷量降低。硝酸鹽和氧對生物除磷產(chǎn)生不 利的影響的程度不僅與他們在進(jìn)水和回流液的濃度有關(guān)，而且還與進(jìn)入?yún)捬醭氐?流量有關(guān)。盡管由于混合液所夾帶的氧的影響不容忽視，但是在實(shí)際條件下，生 物除磷主要受硝酸鹽的影響比較大。硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬醵螘a(chǎn)生兩種不利的影響： 長時(shí)間持續(xù)地將硝酸鹽引入?yún)捬醵螘?dǎo)致反硝化細(xì)菌，而不是反硝化除磷菌 的生長。在c o d 與硝酸鹽同時(shí)存在的情況下，反硝化會更有效利用c o d ； 就短時(shí)間而言，有時(shí)會發(fā)現(xiàn)在厭氧釋磷實(shí)驗(yàn)或在厭氧池測得的釋磷量較低。 醋酸鹽、c o d 被用于反硝化而聚磷菌能夠在硝酸鹽存在的情況下吸收磷酸鹽， 這就為實(shí)驗(yàn)提供有利的正確解釋。 1 4 1 5 污泥齡與污泥負(fù)荷 污泥負(fù)荷和污泥齡是影響生物除磷的根本性因素。污泥負(fù)荷的增加以及相應(yīng) 污泥齡的減少能引發(fā)： 高污泥產(chǎn)量。由此，通過過量污泥排出的“正?！庇袡C(jī)磷酸鹽量就會增加，而 通過聚磷酸鹽貯存而去除的磷酸鹽量就會減少； 硝化反應(yīng)受限制。高污泥負(fù)荷導(dǎo)致污泥齡較低，從而使硝化反應(yīng)速率降低， 反過來又會使硝酸鹽對生物除磷的影響降到最低，由此，聚磷菌對聚磷酸鹽的貯 存能力有所增加： 影響磷酸鹽的吸收。生物吸磷是由聚磷菌體內(nèi)的p h b 的含量以及p h b 在好 氧和缺氧條件下的轉(zhuǎn)換速率所決定的。生物吸磷所需要的好氧和缺氧污泥齡不少 于3 天。這就意味著在帶有硝化功能的活性污泥工藝中，污泥齡不會成為生物吸 磷的限制因素。 而( 非常) 高污泥齡又會導(dǎo)致： 非常低的污泥產(chǎn)量