SBR中好氧顆粒污泥反硝化聚磷的研究進展

李 嫄 媛

(重慶大學城市建設與環境工程學院，重慶　400044)

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SBR中好氧顆粒污泥反硝化聚磷的研究進展

李 嫄 媛

(重慶大學城市建設與環境工程學院，重慶400044)

概述了近些年來在SBR反應器中利用好氧顆粒污泥進行反硝化聚磷的研究情況，重點關注了反硝化聚磷顆粒污泥的培養方式和影響顆粒污泥性能的因素，可以為好氧顆粒污泥反硝化聚磷的進一步研究提供參考。

好氧顆粒污泥，反硝化聚磷，影響因素

脫氮和除磷是污水處理中的兩個重要內容，如何在同一反應器中同步脫氮除磷并達到良好的處理效果是當今的一個重要課題。而此問題由于好氧顆粒污泥反硝化聚磷菌(Denitrifying Phosphorus removal Bacteria，DPB)的發現，將會得到良好的解決，這主要是因為利用好氧顆粒污泥反硝化聚磷能夠同時實現脫氮除磷，另外好氧顆粒污泥還具有沉降速度快、微生物濃度高的優點。較之于傳統的脫氮除磷方法，利用好氧顆粒污泥反硝化聚磷，在保證脫氮處理效果的同時，可使對碳源的需求量、剩余污泥產量和氧的消耗量分別降低50%,50%和30%[1-3]。

如何將反硝化聚磷顆粒污泥在SBR反應器中有效培養，以及了解影響好氧顆粒污泥反硝化聚磷性能的因素對于優化好氧顆粒污泥脫氮除磷工藝至關重要。本文結合近些年來國內外相關研究成果，就以上兩個方面進行了主要討論，旨在為好氧顆粒污泥反硝化聚磷的深入研究提供一些參考。

1　好氧顆粒污泥同步脫氮除磷的機理

好氧顆粒污泥同步脫氮除磷主要是利用反硝化聚磷菌(DPB)的代謝特性。適當的培養條件下，可在好氧顆粒污泥中培養出反硝化聚磷菌菌群。反硝化聚磷菌群在厭氧區將外源碳轉化為胞內儲存物(PHAs)，在缺氧區以硝態鹽或亞硝態鹽進行呼吸作用，同時完成了過量吸磷和反硝化，即利用了反硝化聚磷菌的代謝達到除磷脫氮雙重目的[4]。此種處理工藝不僅簡化了脫氮除磷處理流程，還減少了污泥產量。

2　培養反硝化聚磷顆粒污泥的常見方式

常見的反硝化聚磷顆粒污泥的培養方式主要是通過對好氧、缺氧、厭氧三種階段的組合調控，使普通活性污泥或已富含聚磷菌(PAOs)的污泥轉化為富含反硝化聚磷菌(DPB)的顆粒污泥。DAE SUNG LEE等[5]采用厭氧/好氧/缺氧/好氧(A/O/A/O)的培養方式，使反硝化聚磷菌的比例從11%上升到64%，氮去除率88%，磷去除率100%。

3　好氧顆粒污泥反硝化聚磷的影響因素

3.1溶解氧(DO)

在同步反硝化除磷系統中，厭氧段溶解氧濃度的控制是非常重要的，主要是由于DPB釋放磷時需要絕對的厭氧環境，并且厭氧區釋放磷的程度將會決定后續磷的吸收程度，磷的釋放越徹底，磷的吸收量會越大。李雪飛等[6]的研究中提出：反硝化除磷效率具有臨界點，且其臨界值即溶解氧DO的濃度為2.0 mg/L；如果溶解氧DO濃度大于2.0 mg/L時，反硝化除磷效率會明顯降低；如果溶解氧DO濃度小于2.0 mg/L時，反硝化除磷效率將高于60%。

3.2C/N,C/P值

在實際情況下，進水C/N仍是限制反硝化除磷效果的因素。進水C/N較高時，反硝化聚磷菌在厭氧區便不能全部吸收和轉化廢水中的COD，進而會導致硝化反應的惡化，使得缺氧吸磷所必需的電子受體減少，最終使得系統脫氮除磷率降低。進水C/N較低時，反硝化聚磷菌由于無法儲存足夠量的PHB來滿足缺氧區的反硝化除磷，導致硝酸氮濃度過高，影響了厭氧區的釋磷，進而對后續的除磷和脫氮效果產生了影響。呂冬梅等[7]在采用靜態試驗考察厭氧反應時間和厭氧段 COD 對 A2O-BAF工藝反硝化聚磷效果的影響研究時，發現在試驗范圍內,隨著厭氧反應時間和厭氧段 COD 的增加,厭氧釋磷量均增加,反硝化聚磷量,凈聚磷量和硝氮去除量亦都隨之增加,但是反硝化聚磷量與釋磷量的比值基本維持不變。白少元等[8]的研究表明在污水處理廠的處理系統中，要達到較高的反硝化聚磷效率，須滿足進水的COD值為200 mg/L左右，這主要是因為在這種情況下，既滿足了厭氧區釋磷所需要的碳源，同時又能夠讓缺氧區殘留的碳源量較少，而在這些條件下更有益于反硝化聚磷反應發生。

3.3亞硝酸鹽

3.4硝酸鹽

徐微等[10]的研究發現當硝酸鹽電子受體缺乏時，將會影響反硝化聚磷的效率，而當硝酸鹽電子受體十分充足時，反硝化聚磷過程受到硝酸鹽濃度的影響又微乎其微。白少元等[8]的研究表明在污水處理廠的處理系統中，厭氧區的硝酸鹽氮濃度須滿足低于10 mg/L，這主要是由于在這種情況下，既確保磷得到了充分的釋放，又確保缺氧區回流到了足夠濃度的硝酸鹽氮(40 mg/L)作電子受體，從而使得反硝化聚磷反應順利發生。

3.5溫度

利用反硝化聚磷菌對污水同步脫氮除磷須在一定溫度范圍內才能取得良好的處理效果。白少元等[8]的研究發現反硝化聚磷過程會由于低溫受到明顯的抑制作用，在溫度低于15 ℃時，活性污泥便不會再出現聚磷的情況，但厭氧釋磷過程由于低溫受到的影響卻較小。另外，反硝化聚磷過程也會由于高溫受到明顯的抑制作用，這主要是由于高溫會抑制有機物的代謝，從而不利于其發生。因此，研究發現25 ℃是最適合反硝化聚磷反應發生的溫度。

3.6pH

周康群等[11]的研究表明pH值對釋/聚磷有不同程度的影響，因此對于反硝化除磷系統而言，應當確保其pH值在7.0～7.5的范圍內，這種條件有利于反硝化除磷反應。王娟等[12]用乙酸鈉作為碳源，pH控制在7±0.1，初始硝酸鹽濃度為5 mg/L，或初始亞硝酸鹽控制在15 mg/L～30 mg/L時，有較理想的脫氮除磷效果。

3.7SRT

污泥齡長短也會對顆粒污泥系統的脫氮除磷效果產生直接影響。一般認為，較長的污泥齡有利于脫氮，而較短的污泥齡有利于除磷。常飛等[13]的研究表明污水處理系統中同化除磷能力的提高可以通過縮短污泥齡實驗；污泥齡較長的生物除磷處理系統中要想達到完全除磷的效果，依靠單純的生物作用是辦不到的。

4　結語

在SBR反應器中利用好氧顆粒污泥反硝化除磷，因其具有節碳節能及污泥量少等優點而具有良好的應用前景。但如何有效快速地培養反硝化聚磷顆粒污泥仍是目前急需解決的問題。同時，影響好氧顆粒污泥反硝化聚磷性能的影響因素眾多，而且有些因素的影響目前研究的還不夠透徹，還有待研究人員的進一步探索。相信伴隨著上述問題的解決，好氧顆粒污泥同步脫氮除磷工藝將得到極大改善和更廣泛的應用。

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A process in studies of denitrification and dephospho-rization by aerobic granular sludge in SBR

Li Yuanyuan

(CollegeofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)

This review summarised studies of denitrification and dephosphorization by aerobic granular sludge in SBR in recent years, much attention was paid to the cultivation methods and the influence factors of aerobic granular sludge which can simultaneously denitrify and remove phosphate.

aerobic granular sludge, denitrification and dephosphorization, influence factors

1009-6825(2016)08-0148-03

2016-01-10

李嫄媛(1990- )，女，在讀碩士

X703

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