城市污水处理保证除磷脱氮效果的关键

由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的，因此剩余污泥量的多少将决定系统的脱磷效果。而泥龄的长短对污泥的摄磷作用及剩余污泥的排放量有着直接的影响。一般来说，泥龄越短，污泥含磷量越高，排放的剩余污泥量也越多，越可以取得较好的脱磷效果。短的泥龄还有利于好氧段控制硝化作用的发生而利于厌氧段的充分释磷，因此，仅以除磷为目的的污水处理系统中，一般宜采用较短的泥龄。但过短的泥龄会影响出水的BOD₅和COD，若泥龄过短可能会使出水的BOD₅和COD达不到要求。资料表明，以除磷为目的的生物处理工艺污泥龄一般控制在3.5～7d。

另外，一般来说厌氧区的停留时间越长，除磷效果越好。但过长的停留时间，并不会太多地提高除磷效果，且会有利于丝状菌的生长，使污泥的沉淀性能恶化，因此厌氧段的停留时间不宜过长。剩余污泥的处理方法也会对系统的除磷效果产生影响，因为污泥浓缩池中呈厌氧状态会造成聚磷菌的释磷，使浓缩池上清液和污泥脱水液中含有高浓度的磷，因此有必要采取合适的污泥处理方法，避免磷的重新释放。

A/O法除磷是通过将富含磷的剩余污泥排除到系统外而实现的，而且也是生物除磷的唯一途径，只有维持较高的剩余污泥排放量才能保证系统的除磷效果，这样系统的泥龄也不得不相应地降低。因此A/O法除磷系统要求较低的泥龄，一般认为SRT应在7～10天之间，也有人认为SRT在3天左右时，系统仍能维持比较好的除磷效率，故最佳值为4～5天。如果SRT过高，剩余污泥排放量较小，污泥“夹带”排出系统的磷的总量不多，系统的除磷效率就会大大降低，同时，聚磷菌多为短泥龄微生物，SRT较高时，污泥的活性和沉降性能均会下降；但SRT也不能过低，这会导致混合液污泥大量流失，对降解BOD₅和除磷反而不利，所以降低系统的SRT，必须以保证BOD₅的有效去除为前提。

我厂实际运行中，SRT一般控制在7天左右，除磷效果较好。另据报道，美国的Hyperion污水处理厂在摄氏22～24度时，SRT可降低至3.1天，而出水的磷仅为0.4mg/L。可见SRT的一般范围不是绝对的，应根据进水水质、BOD₅（或SBOD₅）/TP的值、系统的MLSS值的波动做相应的调整，总的应着眼于总除磷量。

4.5  回流比（R）的影响

前已述及，A/O工艺保证除磷效果的极为重要的一点，就是使系统污泥在曝气池中“携带”足够的溶解氧进入二沉池，其目的就是为了防止污泥在二沉池中因厌氧而释放磷，但如果不能快速排泥，二沉池内泥层太厚，再高的DO也无法保证污泥不厌氧释磷，因此，A/O系统的回流比不宜太低，应保持足够的回流比，尽快将二沉池内的污泥排出。但过高的回流比会增加回流系统和曝气系统的能源消耗，且会缩短污泥在曝气池内的实际停留时间，影响BOD₅和P的去除效果。如何在保证快速排泥的前提下，尽量降低回流比，需在实际运行中反复摸索。一般认为，R在50~70%的范围内即可。我厂的污泥回流比基本上控制在50%左右。

4.6  水力停留时间（HRT）的影响

对于运行良好的城市污水生物脱氮除磷系统来说，一般释磷和吸磷分别需要1.5～2.5小时和2.0～3.0小时。总体来看，似乎释磷过程更为重要一些，因此，我们对污水在厌氧段的停留时间更为关注，厌氧段的HRT太短，将不能保证磷的有效释放，而且污泥中的兼性酸化菌不能充分地将污水中的大分子有机物分解为可供聚磷菌摄取的低级脂肪酸，也会影响磷的释放；HRT太长，也没有必要，既增加基建投资和运行费用，还可能产生一些副作用。总之，释磷和吸磷是相互关联的两个过程，聚磷菌只有经过充分的厌氧释磷才能在好氧段更好地吸磷，也只有吸磷良好的聚磷菌才会在厌氧段超量地释磷，调控得当会形成一个良性循环。我厂在实际运行中摸索得到的数据是：厌氧段HRT为1小时15分～1小时45分，好氧段HRT为2小时～3小时10分较为合适。

4.7  pH的影响

pH对磷的释放和吸收具有不同的影响。pH值偏低时，有利于聚磷菌对聚磷酸的水解，磷的释放速率和释放量较大；试验证明pH值在6～8的范围内时，磷的厌氧释放比较稳定。pH值偏高时，有利于磷的吸收，其吸收速率和吸收量较大。pH值低于6.5时生物除磷的效果会大大下降。综合考虑，曝气池混合液的pH值应控制在6.5～8.0的范围内。我厂进水的pH值始终稳定在此范围内未发现pH对除磷产生影响。

4.8 温度的影响

温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显，因为在高温、中温、低温条件下，有不同的菌群都具有生物脱磷的能力，但低温运行时厌氧区的停留时间要更长一些，以保证发酵作用的完成及基质的吸收。实验表明在5～30℃的范围内，都可以得到很好的除磷效果。

我们测定了1998年各月份的水温，对照出水水质，未发现污水温度的变化影响除磷工艺的正常运行。水温记录见表5。

表5  1998年各月份污水温度（摄氏度）

5  结论

从污水中除磷说难也难，说容易也容易。只要抓住诸多影响除磷因素中的关键因素，从污水中除磷也就不是一件很难的事情了。从我厂多年除磷实践来看，在诸多影响除磷的因素中，从其重要程度的排列来看，我们认为 A/O池的DO是最重要的，即在A/O池的A段必须保持小于0.2mg/L的DO，如果DO大于0.2mg/L，除磷效果必然下降。在O段如果DO小于2.0mg/L，即使在A段DO小于0.2mg/L，除磷效果也必然不行。如果在A段DO大于0.2mg/L，在O段DO又小于2.0mg/L，那除磷效果就更不行了。另外要特别注意对“吃饱了磷”的摄磷菌的保护，以免这些磷在A/O池以后的流程中因缺氧而释放出来。其次是BOD负荷（F/M），它是A/O法生物除磷工艺的一个关键参数，A/O生物除磷工艺应保持较高的BOD负荷。再就是把富含磷的污泥尽快排出去，也就是说泥龄要短，但是要兼顾除氮所需的泥龄。

作者简介：陈荣光（1945年生），男，毕业于北京大学，大连开发区排水管理有限公司水质净化一厂高级工程师，厂长，主要从事污水厂技术、生产运行管理工作。

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