干貨！為什么低負荷會導致生化除磷效果下降？

1、冬季生化處理效果好于夏季

冬季污水處理一般會采用，提高污泥濃度，也就是提高泥齡來應對低溫的影響，正常情況下，泥齡延長對生化除磷是不利的，會導致除磷效果下降，但是，實際中卻往往不是這樣的。

在污水專業(yè)群中，有群友反應AAO工藝冬季除磷效果比夏季好很多，沒有化學除磷，夏季出水TP2-3PPM，冬季進水除水溫之外水質(zhì)沒有變化，脫氮效率變化也不大，但是出水TP卻能達到0.1PPM。

推測是因為夏季污泥活性太高，導致系統(tǒng)處在低負荷狀態(tài)，聚磷菌細胞內(nèi)的PHB部分或全部消失引起的。為什么低負荷會導致生化除磷效果下降？看下面的試驗！

2、試驗方法

1.1 裝置

試驗在青島李村河污水處理廠進行，該廠一期工程采用UCT工藝，設計處理能力為8萬m³/d(2/3為工業(yè)廢水、1/3為生活污水)，生化反應池總停留時間為21h，非曝氣容積比為0.35，污泥回流比為70%～100%，好氧混合液回流比為100%～200%，缺氧混合液回流比為100%。

小試系統(tǒng)模擬生產(chǎn)運行工藝，反應池容積為77.4L,理論水力停留時間達18h。

1.2 廢水水質(zhì)及分析方法

以該污水處理廠實際進水為研究對象，其水質(zhì)見表1(指標分析按照標準方法進行)。

3、結果與討論

通過長期的生產(chǎn)運行發(fā)現(xiàn)該污水處理廠出水中除磷超標外,其余指標均可接近或達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)中的一級標準。

為探究造成出水中磷超標的原因,在污水處理廠的生化反應池內(nèi)分別取樣測定NH₃-N、NO₃-N、PO₄^3--P含量。

圖2生產(chǎn)系統(tǒng)生化反應過程由于該污水處理廠實際進水量僅為設計處理水量的1/2，因此其生化反應理論水力停留時間達42h，但由于污泥回流、好氧混合液回流、缺氧混合液回流的影響，實際水力停留時間僅為9.8h，所以在此以進水在生化反應池內(nèi)的實際水力停留時間作為生化反應歷時。

以同期進行的小試為平行對比，其生化反應的理論水力停留時間為18h，實際水力停留時間為5.25h，非曝氣容積比為0.5,缺氧區(qū)占非曝氣容積的2/3，其他參數(shù)與生產(chǎn)工藝*相同，NH₃-N、NO₃-N、PO₄^3--P含量的變化過程。

該污水處理廠生產(chǎn)系統(tǒng)處于低負荷運行狀態(tài)，其污泥有機負荷為0.106kgCOD/(kgMLSS·d)。在厭氧區(qū)由缺氧混合液回流所攜帶的NO₃-N利用進水中的易降解有機物進行反硝化，同時聚磷菌利用易降解有機物進行厭氧釋磷(在厭氧反應結束時釋磷量僅為3mg/L)。由厭氧區(qū)轉(zhuǎn)入缺氧區(qū)后由于回流污泥及好氧混合液回流的稀釋作用使PO₄^3--P下降到6.4mg/L,而由回流污泥及好氧混合液回流所攜帶的NO₃-N在此進行反硝化反應,至缺氧結束時反硝化反應尚未進行*(剩余NO₃-N為1.4mg/L)，在此階段PO₄^3--P略有下降。

由缺氧區(qū)進入好氧區(qū)后在有機物氧化的同時進行硝化反應使NH₃-N濃度迅速下降，但隨著反應的進行硝化速率降低，NO₃-N濃度伴隨硝化反應的進行而不斷上升，NO₃-N的增加量與NH₃-N的減少量基本呈對應關系，而PO₄^3--P并未出現(xiàn)明顯的下降，也就是說聚磷菌在好氧條件下并未進行大量的吸磷反應，這與厭氧條件下釋磷量較少有關。

由圖3可知，小試系統(tǒng)污泥有機負荷為0.222kgCOD/(kgMLSS·d)，此時在厭氧區(qū)聚磷菌利用進水中的易降解有機物進行厭氧釋磷(釋磷量達13mg/L)。由厭氧區(qū)轉(zhuǎn)入缺氧區(qū)后同樣由于回流污泥及好氧混合液回流的稀釋作用使PO43--P下降到11.5mg/L,隨后聚磷菌利用由回流污泥及好氧混合液回流所攜帶的NO3-N進行吸磷,同時進行反硝化反應。由缺氧區(qū)進入好氧區(qū)后聚磷菌繼續(xù)進行吸磷反應直至反應結束(PO43--P接近于零)，在此階段有機物氧化與硝化反應進行得也較*。

       相同工藝的兩個反應系統(tǒng)在不同負荷條件下除磷能力迥異，其主要是低負荷運行導致的好氧延時曝氣使細胞內(nèi)的儲存物質(zhì)(特別是PHB)發(fā)生變化，而使PHB被部分或全部消耗掉的原故，而細胞內(nèi)的糖原(Glycogen)在好氧條件下的轉(zhuǎn)化因受PHB數(shù)量減少的影響而降低，由于糖原的減少進而影響到厭氧條件下磷的釋放及對揮發(fā)性脂肪酸的吸收，PHB的合成亦進一步減少，總之由于生物除磷在好氧條件下的吸磷速率和吸磷量受細胞內(nèi)PHB含量的影響，PHB的減少導致磷吸收速率和吸磷量的下降，使聚磷菌無法有效地吸收細胞外的磷酸鹽合成聚磷，周而復始導致生物除磷能力喪失。