脱氮除磷在污水处理厂升级改造中的认识误区

2生物脱氮+化学除磷乃低碳源污水之策

化学除磷具有宏量效果好，微量效果差之特点，具体见图2，图中箭头处数值为Fe/P(Al/P)物质的量之比。

图2化学除磷过程

根据化学反应动力学，初始PO43-浓度越高，化学反应所需的金属离子与P摩尔比就越低，反之，则越高。上述阶段性投加化学药剂固然可以节省药剂投加量，但所需反应时间较长。当然，可以采用反应伊始时便投加大药剂，以缩短反应时间。

换句话说，如果采用化学除磷方式将污水中通常2~5mgP/L的PO43-降低至四类水体标准，过量投加化学药剂所带来的运行成本以及制造、运输药剂间接产生的CO2排放量显然与污水处理节能降耗之目标背道而驰。

反观生物除磷，具有微量效果极佳的显著特点。在完全满足磷细菌生长条件（厌氧--缺氧/好动态循环生长环境）以及所需环境条件（保证存在还原转化所需乙酸碳源）的前提下，磷细菌在缺氧（DPB）或好氧（PAOs/DPB）环境中几乎可以将水环境中的溶解性PO43-全部吸收到细胞内形成poly-P。

通过二沉池泥水分离，上清液中溶解性PO43-可降至“0”这样的低水平。从生物脱氮除磷工艺角度来来看，A2/O或UCT完全按磷细菌所需动态生长环境所设计，可以聚集大量磷细菌。只是在工程实践中，我国很多地区污水中低C/P、C/N比可能限制磷细菌正常生长。

然而，从A2/O或UCT中所发现的反硝化除磷现象通过DPB细菌生将物脱氮与除磷“合二为一”，无形中相当于增加了一倍脱氮除磷所需碳源。因此，低碳源污水脱氮除磷工艺首要考虑的就是创造DPB的最大富集条件。在此方面，UCT明显好于A2/O，这已被模拟试验所证实。

因此，将脱氮与除磷分别以生物和化学方式隔离并非低碳源污水脱氮除磷的上策，其结果将以较大化学药剂投加量以及相应的碳排放作为代价。

3多级A/O比A2/O脱氮除磷效果好

多级A/O工艺以Bardenpho工艺为代表，随后又衍生出多点进水的多级A/O，如图3所示。

图3典型多级A/O工艺流程

Bardenpho（图3a）出现于20世纪70年代，当时还没有发现反硝化除磷现象。这种工艺在设计原理上将脱氮与除磷分隔设置，通过前置反硝化方式将污水中大部分氨氮在第一个好氧池（O1）硝化回流至第一个缺氧池（A1）而脱氮。第二级A/O原理上是除磷，即通过第二个厌氧池（A2）释磷、第二个好氧池（O2）吸磷。

然而，这种工艺将进水碳源（特别是VFAs）在第一级A/O中已大部分消耗（A1反硝化、O1碳氧化），留给第二级A/O的碳源已所剩无几（特别是磷细菌所必须的VFAs），因此，磷细菌在这种情况下难以生长、繁殖，除磷也就无从谈起。

显然，Bardenpho工艺要想具备同步脱氮除磷功能需要进水中的碳源异常充足，在满足反硝化（A1）和直接碳氧化（O1）的需要后仍有碳源（VFAs）剩余，这样才能保证A2中磷细菌对乙酸的摄取，进而使O2产生吸磷作用。

多点进水多级A/O（图3b）在工艺设计上碳源分段进入三个厌氧（实为缺氧）池，但在“厌”氧池内发生的主要还是常规反硝化作用。首先，污泥回流中的NO3-首先在A1中反硝化而与磷细菌抢夺碳源，接下来O1池硝化产生的NO3-会进入A2，以此类推。结果，这个工艺其实与Bardenpho类似，主要以硝化和反硝化为主，磷细菌也很难得势生长。

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