污水除磷之侧流磷回收对低溶解氧EBPR系统性能的影响

2.4不同侧流比条件下EBPR系统生物除磷与磷回收的相互作用

图5为不同侧流比条件下磷回收、生物除磷性能.由图5(a)可得，在将侧流比变为1/4时，系统聚磷菌总释磷量明显下降，由侧流前的39.9mg˙L-1下降至23.4mg˙L-1，在1/3侧流比时降低幅度较小，在1/2侧流比时又加速下降;EBPR系统生物除磷量与总释磷量趋势几乎吻合，亦发现在1/2侧流比时两者差值最大，分析原因与图4分析结果相同，但侧流比磷回收量却不断上升.由图5(b)可得，EBPR系统生物除磷率呈先增加后减小的趋势，在1/3侧流比阶段时生物除磷率最高，可达到99.0%，侧流比磷回收率呈现直线上升趋势.分析认为，与无侧流比相比，提取1/4、1/3侧流比进行侧流比磷回收对生物除磷具有一定的强化作用，这与Barat等的模拟评价相似，但侧流比为1/2时，生物除磷率迅速下降，应该存在一个最佳侧流比，实现了经济的磷回收与高效低耗生物除磷的有效结合.

其中偏差棒为各个工况对应数据的偏差，由图5中所有阶段的各种指标可以明显看出，在1/3侧流比时所有指标偏差值均为最小值，而1/2侧流比时所有指标偏差值均为最大值，即在1/3侧流比时EBPR系统除磷性能与磷回收性能均为最稳定高效，反之1/2侧流比抑制EBPR系统除磷性能.

图5不同侧流比条件下磷回收、生物除磷性能

综合图5可得，1/3侧流比为最佳侧流比，实现了经济的磷回收与高效低耗生物除磷的有效结合.主要原因有:①在1/3侧流比阶段时生物除磷最为稳定高效，去除率平均值为99.0%;②虽然侧流比磷回收率呈现直线上升趋势，但图5(a)中可以看出，侧流比磷回收量依次为10.5、17.6、17.7mg˙L-1，1/2与1/3侧流比仅仅相差0.1mg˙L-1，可见1/2侧流比时对于磷的资源再利用能力已经逐渐减缓.

2.5不同侧流比条件下EBPR系统各形态氮的去除性能

图6为不同侧流比条件下EBPR系统各形态氮的去除性能.从中可知，各阶段出水NO3--N浓度平均值依次为10.0、11.4、11.5、14.2mg˙L-1.同时可见，系统在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段时TN去除率较为稳定并逐渐下降，各阶段TN去除率平均值分别为73.6%、69.8%、68.1%;Ⅳ阶段(1/2侧流比)TN去除率最小降至50.9%.由图2(b)可知，系统所有阶段去除NH4+-N性能高效稳定，可见TN去除率降低主要是由于NO3--N去除降低.同时由图3可得，Ⅳ阶段(1/2侧流比)除磷率最低为65.4%，综合证明，系统在1/2侧流比时，生物反应过程中脱氮除磷效果均有所下降.

图6不同侧流比条件下各形态氮的去除性能

反应器采用厌氧/好氧方式运行，出水NO3--N浓度来源于厌氧段未被完全反硝化的残留硝态氮与好氧段硝化反应的产物硝态氮.本实验各阶段NH4+-N去除率稳定后均可达到100%，反应器好氧段发生明显的硝化反应.进水NH4+-N浓度始终为40mg˙L-1，但随着侧流比增大厌氧末期逐渐剥夺更多NH4+-N，进入好氧阶段进行硝化反应的NH4+-N浓度逐渐减小，碳源充足的条件下各阶段产物硝态氮含量逐渐下降.由图6可知，各阶段出水NO3--N浓度平均值依次为10.0、11.4、11.5、14.2mg˙L-1，分析结果可知，厌氧末期残留硝态氮的变化导致出水NO3--N浓度变化(由图4已知残留硝态氮含量依次升高).

3结论

(1)低好氧EBPR系统中，侧流比对NH4+-N去除影响甚微，但随着侧流比的增大且系统进水COD保持初始浓度400mg˙L-1，引发出水COD稍有波动.

(2)提取侧流比不断增大，则厌氧释磷量逐渐减小，出水磷浓度逐渐升高，在1/2侧流比时，除磷性能不断恶化.

(3)低好氧EBPR系统中最优工况为提取1/3侧流比，此时低好氧EBPR系统与侧流磷回收的结合兼顾了高效低耗除磷与磷资源回收利用，大大提高了经济与环境效益.

(4)系统在0、1/4、1/3侧流比时，TN去除率较为稳定并逐渐下降，但在1/2侧流比时，厌氧末期不完全反硝化导致TN去除率迅速下降至50.9%.

《环境科学》作者：马娟，宋璐，俞小军，孙雷军，孙洪伟

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