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污水生物除磷脱氮技术生物除磷脱氮技术常规的生物除磷脱氮工艺应包括：厌氧、缺氧、好氧三种状态。运行过程特征：通过优化上述三种状态的组合方式和数量分布的时间变化，以及回流方式和回流位置等，创造出更适合特定微生物生长的环境，以达到高效脱氮除磷的目的。因此，产生了系列可以实现同步生物除磷脱氮的工艺，并不断加以改进。菌种特性：硝化菌、反硝化菌、聚磷菌反硝化聚磷菌（DPB，denitrifyingphosphorus-removingbacteria），以硝酸盐作为电子受体，兼性厌氧菌，能够在缺氧条件下过量吸磷；拥有硝酸盐还原性和超量吸磷这两种生化特性；反硝化聚磷过程中，COD和DO的消耗量均能得到相应节省。生物脱氮除磷工艺A/A/O工艺中回流污泥很难保证不含有硝酸盐及亚硝酸盐，为了彻底排除在磷释放池内硝酸盐及亚硝酸盐的干扰，南非开普敦大学提出UCT工艺，即将污泥回流到反硝化池，而非厌氧池。生物除磷脱氮工艺图1Dephanox工艺厌氧池中沉池固定生物膜硝化池吸磷和同步反硝化池后曝气池二沉池污泥跨越外回流进水出水厌氧池接触池缺氧池混合池好氧池二沉池图2BCFs工艺循环A循环C循环B污泥回流磷沉淀进水出水剩余污泥剩余污泥生物脱氮除磷工艺的影响参数研究1.温度温度的变化可以改变微生物的种群结构组成，以及各种生化反应的动力学参数，从而影响生物脱氮除磷的效果。（1）对硝化的影响温度对硝化的影响较为显著，与对异养好氧微生物的影响相似，温度对微生物最大比增长速率的影响如下式所示：硝化细菌最适生长温度25～30℃，当温度低于15℃时硝化速度明显下降。30℃时的硝化速度是17℃时的2倍。硝化细菌对温度的突然变化非常敏感。当温度很快升高时，增长速率的增加低于预期值，而当温度突然下降时，活性的减弱要超出预期。目前研究表明，高温段（50～60℃）不发生硝化。（2）对反硝化的影响缺氧段的反硝化反应可在5～27℃进行，反硝化速率随温度升高而加快，适宜的温度为15～25℃。kT-20maxTmax20C=e中大4.A/A/O工艺生物脱氮除磷工艺的影响参数研究1.温度（3）对除磷的影响在厌氧段，温度对厌氧释磷的影响不及其对硝化反硝化影响大。聚磷菌PAOs与非聚磷糖原积累菌GAOs的竞争是导致生物除磷系统不稳定的重要原因，温度的变化可能会加剧这两种微生物的竞争而导致除磷效果变差。研究发现，在20℃污泥龄10d的条件下，PAOs占绝对优势；而当温度变为30℃时，GAOs有更高的碳源利用速率，超过PAOs而占绝对优势，除磷效果变差。ThongchaiPanswad等人发现，在强化生物除磷系统中，当温度从20℃升到30℃时，优势微生物种群从PAOs（47％～70％VSS）转变为GAOs（64％～75％VSS），而当温度上升至35.5℃时，普通的异养菌成为优势种群（90％VSS）。小生物脱氮除磷工艺的影响参数研究2.碳源污水中碳源对生物除磷脱氮有明显作用，它对A/A/O工艺生化过程的影响是相互制约甚至是相互矛盾的。（1）碳源种类的影响污水中碳源可分为三类内源碳源很少而且反应速率缓慢，以其作为碳源的反硝化速率仅为投加甲醇作为外加碳源反硝化速率的10％左右，因此，原污水中所含碳源和外加碳源更为重要。污水中碳源外加碳源内源碳源甲醇，乙酸VFA生物脱氮除磷工艺的影响参数研究2.碳源（2）碳源浓度的影响①对好氧段的影响污泥负荷应小于0.8kgBOD/(kgMLSS●d)。②对缺氧段的影响如果碳源不足，则反硝化速率降低，反硝化进行得也不完全；如果碳源过剩，则出水COD值增加，必须附加后许多处理工艺。研究人员证实，反硝化速率主要受到污水中易生物降解有机碳的限制。（彭永臻等）按理论计算，COD/TN质量浓度比在4左右，基本可满足反硝化对碳源的需要。但实际TN去除率只能达到50％左右，这是因为城市污水成分复杂，常常只有一部分快速生物降解BOD可以作为反硝化碳源。所以，为保证TN去除率高于80％，进水COD/TN值应大于8。生物脱氮除磷工艺的影响参数研究2.碳源（2）碳源浓度的影响③对厌氧段的影响可生物降解有机物对聚磷菌厌氧释磷起着关键作用。在厌氧环境下，聚磷菌只能利用污水中的易生物降解物质，其他都要经过水解发酵后转化为乙酸等VFA后才能被聚磷菌利用。VFA可通过自由扩散、促进扩散、主动运输等方式进入细胞内，而对于其他长链碳源，这只能通过主动运输或基团转位方式进入细胞内，故细菌更倾向于VFA。从生物代谢角度考虑，长链碳源代谢复杂，在较多情况下需要能源，而VFA可直接参加其产能反应，故微生物亦更倾向于VFA。所以，必须设法提高进水中的VFA占进水总碳源的比重，以提高释磷速率和释磷量。2.碳源（2）碳源浓度的影响③对厌氧段的影响一般，城市污水VFA／COD很低，通常VFA只有每升几十毫克（北京，反应池进水VFA＝0～120mg/L），所以，城市污水生物除磷脱氮系统易存在碳源不足的问题，从而导致整个系统除磷脱氮效率不佳。［结论］（瑞典）利用污水中含有的潜在的VFA总量（VFA-potebtial），可以较好地衡量污水生物除磷的可行性，判断生物除磷的效率。在生物除磷过程中，污水中潜在的VFA总量与溶解磷的吸收量具有良好的相互关系，去除1mg溶解磷大约需要20mgVFA-COD。目前，测定VFA的方法主要有蒸馏法、气相色谱法、五点pH滴定法等。用五点pH滴定法测定污水中VFA，精确度和准确度较高，测得数据是以乙酸计的含量，可根据乙酸的COD质量当量，得到以COD计的VFA含量。VFA-potential=VFAVFA最初发酵形成污水中＋生物脱氮除磷工艺的影响参数研究生物脱氮除磷工艺的影响参数研究3.DO（1）对好氧段的影响与异养菌相比，硝化菌对低DO更敏感。可用Monod模式描述其动力学。硝化菌对DO的忍受极限是0.5~0.7mg/L。扩散限制是活性污泥系统的基本特征，因此，供氧状况取决于絮体大小、基质负荷和温度等因素。好氧段的DO应为2mg/L，太高太低都不利。注意实际所测得的DO是在混合液中的浓度，并不等同于在活性污泥絮体内部的浓度，而氧的利用主要发生在污泥絮体内部。（2）对缺氧段的影响当进水中易生物降解碳源相对较少时，缺氧区DO的存在对反硝化速率有非常大的影响，反硝化速率会显著降低。（3）对厌氧段的影响在厌氧状态且有机碳源充足时，少量硝酸盐不会对磷释放产生显著影响；但在有机碳源相对较少时，由于反硝化菌会与聚磷菌争夺碳源，投加少量的硝酸盐会使释磷量显著降低，甚至转入吸磷过程。生物脱氮除磷工艺的影响参数研究4.回流比污泥回流（R＝60％～100％）混合液回流（r＝100％～400％）5.厌氧、缺氧、好氧段容积比污水在系统中停留时间越长，投资越大，运行成本也越高，合理地控制污水在厌氧、缺氧、好氧段的HRT之比即容积比，对实际生产应用十分重要。厌氧HRT主要取决于污水的成分（VFA含量）。好氧HRT一般为3～6h，HRT最短时除磷效率最佳。6.污泥龄权衡污泥龄对自养型硝化菌和异养菌PAO的影响，A/A/O工艺的总污泥龄宜为15～20d，与法国研究得出的污泥龄公式基本相符。式中，THNTE表示污水中总凯氏氮浓度（mg/L）。45TTECTETKN+1.51+1.094=TKN0.126－