生物除磷的碳源討論
污水廠的管理者更趨向于使用除磷藥劑來使出水的磷達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。隨著越來越多的污水廠認(rèn)識(shí)到藥劑成本在整個(gè)運(yùn)行成本中的高比例，對(duì)生物除磷的能力的挖掘，也成為更多的污水廠管理者關(guān)注的地方。
污水廠的工藝管理人員常常會(huì)遇到一些磷去除的問題，比如在同樣的加藥情況下，出水總磷總在發(fā)生變化，或者加藥量過大，出水總磷長(zhǎng)期處于過低的情況，大量的消耗藥劑成本，但是又不敢隨意消減除磷藥劑，唯恐一旦減藥量，就會(huì)出現(xiàn)總磷波動(dòng)甚至超標(biāo)。這些問題其實(shí)都可以歸結(jié)到一點(diǎn)，那就是污水廠的生物除磷在一直起著自己的作用，因此不論從總磷的更精準(zhǔn)的控制，還是從廠內(nèi)成本的消耗上，運(yùn)行管理人員都需要對(duì)污水廠內(nèi)的生物除磷進(jìn)行更深入和全面的了解。
污水廠的生物除磷（EBPR）依賴于良好的活性污泥中的聚磷菌的厭氧釋磷和好氧聚磷，運(yùn)營(yíng)管理人員了解聚磷菌的生物特性，并且為聚磷菌創(chuàng)造和維持正確的環(huán)境是有效發(fā)揮生物磷的關(guān)鍵。當(dāng)然由于生物除磷的復(fù)雜關(guān)系，生物除磷的過程可能看起來像一個(gè)計(jì)算機(jī)技術(shù)中的“黑箱”，運(yùn)營(yíng)管理人員很難準(zhǔn)確的描述出工廠內(nèi)生物除磷的，污水處理是一個(gè)微觀和宏觀相結(jié)合的技術(shù)工作，微觀的變化從宏觀上是可以通過一些指標(biāo)數(shù)字的觀察到的。所以從宏觀意義上，管理人員并不需要了解這么詳細(xì)的數(shù)據(jù)，可以通過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)來管理和控制生物除磷。
聚磷菌在厭氧區(qū)沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件，會(huì)發(fā)生釋放磷的過程，聚磷菌在厭氧條件下只能吸收簡(jiǎn)單的有機(jī)分子，即“揮發(fā)性有機(jī)酸”（VFA）。活性污泥中的兼性細(xì)菌通過微生物的發(fā)酵作用將進(jìn)水中的溶解性BOD轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性有機(jī)酸(VFA)，而聚磷菌吸收這些VFA并進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，同化合成為胞內(nèi)碳源的儲(chǔ)存物—聚-β-羥基丁酸鹽(PHB)，聚磷菌在完成這個(gè)過程中所需的能量來源于聚磷菌將其細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)態(tài)磷的反應(yīng)，并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放，而在厭氧區(qū)的磷釋放的越徹底，在好氧區(qū)域會(huì)吸收更多的磷，這就是理論上認(rèn)為的生物除磷的過程。
從這個(gè)生物除磷的過程我們可以看到，生物除磷是有一定的要求的，首先是有足夠的聚磷菌，沒有聚磷菌的作用，生物除磷是不可能發(fā)生的。其次是需要進(jìn)水中有一定量的溶解性的BOD能夠被轉(zhuǎn)化成為VFA（揮發(fā)性有機(jī)酸）。那么這個(gè)BOD的量需要多少才能凈吸收足夠的磷使出水達(dá)標(biāo)呢？
這個(gè)我們就需要了解的自己污水廠中進(jìn)水水質(zhì)的BOD與磷之比（BOD：P），通過檢測(cè)進(jìn)水BOD和總磷來判斷是否有足夠的碳源來實(shí)現(xiàn)聚磷菌的磷的釋放。這里要注意，雖然我們是要探究厭氧區(qū)的聚磷菌的生存環(huán)境，但是不能直接以檢測(cè)厭氧區(qū)的BOD和P的比例為判斷依據(jù)，是因?yàn)樵谏锍刂羞M(jìn)水和回流會(huì)均勻混合，使我們?nèi)〉降幕旌弦旱腂OD通常較低。如果簡(jiǎn)單的把生物池內(nèi)的混合液進(jìn)行檢測(cè)，這樣檢測(cè)的數(shù)據(jù)是不能確定進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的BOD：P值的。
在科學(xué)的理論研究表明，進(jìn)水BOD和TP的比例小于20不太可能實(shí)現(xiàn)生物除磷的效果，但是這個(gè)比例大于40會(huì)有比較良好的生物除磷的效果。因此我們?cè)趯?shí)際運(yùn)行中如果希望發(fā)揮更好的生物除磷的作用，可以衡量一下污水廠中實(shí)際進(jìn)水的BOD和TP的比例關(guān)系，如果低于這個(gè)比例可以進(jìn)行除磷碳源的補(bǔ)充，但是要注意，聚磷菌對(duì)碳源是需要簡(jiǎn)單的有機(jī)分子，因此在選擇碳源時(shí)要注意選擇快速降解的碳源。比如常用的乙酸鈉就是比較容易降解的碳源，適合在生物除磷的碳源補(bǔ)充。特別是一些污水廠使用碳源進(jìn)行生物脫氮的碳源補(bǔ)充，也可以在厭氧區(qū)域投加一定量的碳源，來加強(qiáng)生物脫氮的效果，這樣可以通過生物除磷的效果的實(shí)現(xiàn)，減少化學(xué)除磷的藥劑投加。
一般來說在污水廠的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)簡(jiǎn)單的BOD測(cè)試不能檢測(cè)出聚磷菌所需的VFA數(shù)量的。只能通過檢測(cè)易生物降解的生化需氧量來預(yù)測(cè)VFA的數(shù)量。所以通過檢測(cè)可溶性的COD，也就是通過絮凝和過濾后的COD測(cè)試是衡量聚磷菌所需碳源數(shù)量的更準(zhǔn)確的方式。通過長(zhǎng)期的檢測(cè)，我們可以根據(jù)化驗(yàn)室的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)來確定這兩者之間的比例，但是要注意，這個(gè)比例可能會(huì)隨季節(jié)的轉(zhuǎn)化而發(fā)生變化。在污水收集管路中的厭氧條件和發(fā)酵作用下，一部分有機(jī)物通常會(huì)分解為較簡(jiǎn)單的分子，就會(huì)增加釋磷過程中所需的VFA，實(shí)現(xiàn)更好的生物除磷。特別是在旱季期間居民用水量少，整個(gè)污水管網(wǎng)內(nèi)流速緩慢，以及具有化糞池收集系統(tǒng)都有助于BOD轉(zhuǎn)化成為VFA。但是在多雨的季節(jié)，污水管網(wǎng)內(nèi)來自更多的雨水可能會(huì)導(dǎo)致厭氧發(fā)酵的性能下降，導(dǎo)致VFA的減少，也會(huì)對(duì)生物除磷的效果下降。這也是在一些污水廠內(nèi)夏季的除磷效果不如冬季的原因。
同時(shí)也要注意，當(dāng)包含硝酸鹽的回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生缺氧條件，在這樣的缺氧條件下，反硝化細(xì)菌就會(huì)快速生長(zhǎng)，與聚磷菌在釋磷作用中共同競(jìng)爭(zhēng)易降解的BOD。因此在實(shí)際運(yùn)行中，要每周測(cè)量回流污泥中的硝酸鹽，根據(jù)檢測(cè)出來的硝酸鹽含量，調(diào)整生物過程，以保證回流污泥中的硝酸鹽含量低于5 mg / L，如果大于10 mg / L的結(jié)果可能導(dǎo)致反硝化菌和聚磷菌的競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致生物除磷的效果下降。
我們?cè)谑占阶銐虻倪\(yùn)行數(shù)據(jù)的時(shí)候，生物除磷會(huì)成為可控的。運(yùn)行人員對(duì)生物除磷的環(huán)境管理的內(nèi)容可以從提升的污水的各項(xiàng)水質(zhì)，包括進(jìn)水總磷，進(jìn)水BOD，對(duì)活性污泥的濃度和回流污泥濃度，回流流量，以及厭氧，缺氧和好氧的溶解氧濃度等等來進(jìn)行。這些參數(shù)需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的大量的數(shù)據(jù)積累，最終形成本廠內(nèi)的生物除磷工藝的影響因子，但是也要記住，由于大多數(shù)市政污水廠中的活性污泥在系統(tǒng)內(nèi)停留的時(shí)間都是比較長(zhǎng)的，所以我們所作的任何工藝的調(diào)整，對(duì)工藝所產(chǎn)生的影響都需要一定的時(shí)間來驗(yàn)證。一般做出的生物調(diào)整，需要一到兩周內(nèi)應(yīng)觀察到出水磷濃度變化，所以是需要我們工藝管理人員做工藝的預(yù)先調(diào)整。
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