生活污水AO除磷后亚硝化进程控制的实验

摘要：目前，随着城市污水中碳氮和碳磷比值的降低，传统的脱氮除磷工艺中存在着聚磷菌与反硝化菌争夺碳源的问题就尤为明显，因此需在水处理中投加碳源，这使得污水的处理费用相应增加；由于污水新排放标准的提出，使得原有污水处理厂对氮和磷的排放达不到排放标准，目前我国许多污水处理厂面临着升级改建的危险；近年来，反硝化聚磷菌（DPB）的发现，成功地解决了碳源争夺及泥龄不一致的矛盾，实现了“一碳两用”。而环境对DPB脱氮除磷特性的影响众说纷纭。

关键词：生活污水；AO；除磷；亚硝化；控制实验

中图分类号： C35 文献标识码： A

一、材料与方法

1.1 工艺流程及简介

反硝化除磷-诱导结晶磷回收工艺（图1）采用双污泥形式将硝化池和缺氧池分隔开，使反硝化聚磷菌和硝化细菌在各自独立的构筑物中进行富集，从而可充分发挥反硝化脱氮除磷和硝化反应的各自特点，避免了单污泥系统的不足。此外，增加结晶磷回收柱实现磷的回收再利用。该工艺经过长期（1 a 以上）的稳定运行，硝化菌和聚磷菌富集程度高、出水水质稳定。

R4，缺氧池污泥回流比。

图 1 反硝化除磷-诱导结晶磷回收工艺

2、批次试验

图 2 批次试验装置

表 1 试验废水主要组成

表 2 试验废水营养液组成

3、微生物分析

3.1 荧光原位杂交（FISH）

3.2 电子显微镜扫描（SEM）

4、测试方法和仪器

混合液悬浮固体（mixed liquor suspended solid，MLSS），混合液挥发性悬浮固体（mixed liquorvolatile suspended solid，MLVSS），COD 测定执行APHA（American Public Health Association，2002）标准方法；PO43--P 和 NO3--N 采用流动分析仪测定（AutoAnalyzer3， SEAL， 英国）；DO 采用溶解氧测定仪（YSI DO200，美国）测定；pH 值、ORP采用复合测定仪（YSI 100，美国）测定。

二、结果与分析

1、污泥释磷和吸磷特性

为了探究反硝化除磷-诱导结晶磷回收工艺缺氧池污泥释放磷和吸收磷的特性，采用 2 个平行的批次试验厌氧/好氧（anaerobic/aerobic，AO）和厌氧/缺氧（anaerobic/anoxic，AA），考察了试验过程中 PO43--P 浓度、释磷量、吸磷量、pH 值及 ORP的变化，结果见图 3-图 5。

图 3 厌氧/好氧或缺氧批次试验中磷浓度变化 图 4 厌氧/好氧或缺氧批次试验中 ORP 变化

图 5 厌氧/好氧或缺氧批次试验中磷释放量/吸收量

图 6 厌氧/好氧或缺氧批次试验中 pH 值变化

2、pH 值和 ORP 的变化

在污水处理系统中，实时监控对保证污水处理工艺正常运行有着重要的作用，而 pH 值和氧化还原电位ORP是2个重要的控制参数。通过pH值和ORP数值变化可及时了解工况运行状况，并对可能存在的故障及时预警。在污水处理工艺运行管理中，利用 pH 值和 ORP 曲线特征点可有效调控污水处理工艺参数。在本批次试验过程中 pH 值、ORP 的变化见图

4、图 6。

图 7 厌氧/好氧或缺氧批次试验中 COD 和 NO3--N 变化

结束语

本试验对双污泥反硝化除磷-诱导磷结晶工艺中缺氧池内除磷污泥特性进行了研究，采用 FISH和 DAPI 染色考察了污泥内聚磷菌的分布和数量，利用 SEM 观察了污泥内微生物形态，通过批次试验考察了污泥在厌氧/好氧，厌氧/缺氧 2 种模式下的释磷和吸磷特征，得到如下结论：

（2）双污泥工艺单独设立硝化池和缺氧池提高了聚磷菌的富集能力，缺氧池中聚磷菌占总细菌的比例为 69.7%，要高于单污泥工艺条件下富集的聚磷菌比例，且以杆状菌为主。

（3）通过 pH 值和氧化还原电位 ORP 的实时监测可以快速地了解污水生物处理系统中各类反应的进程，对调控工艺参数有着重要的意义，同时，为保证污水生物处理工艺的正常稳定运行，将微生物分析与常规的化学参数分析结合起来考察将是未来发展的必然趋势。