近期出水总P浓度偏高的原因分析

一、磷的存在方式和去除途径

城市污水中的磷酸盐按物理特性可以划分为溶解磷和颗粒态磷，按化学特性可以分为正磷酸盐，聚合磷酸盐和有机磷酸盐。城市污水中磷酸盐的主要来源为人类活动的排泄物、废弃物和工业污水，特别是含磷洗涤剂的大量使用。城市污水处理过程中，磷酸盐的主要去除途径为：

1、形成无机磷酸盐沉淀物，利用水中存在的或者外部投加的金属盐形成金属磷酸盐沉淀物，反应过程受pH和金属盐/TP摩尔比的影响；

2、结合到生物体及有机物中：通过生物氧化与合成作用，使磷酸盐的存在方式发生变化；

3、转化为聚磷菌的胞内聚合磷酸盐：通过聚磷菌的优势生长，明显提高活性污泥的含磷量；

二、本厂磷的去除原理

本厂采用的是A/A/O工艺，该工艺在高负荷状态下运行才能获得良好的除磷效果，即泥龄短，水力停留时间短，缺氧区0.5-1.0h，好氧区3.5-6.0h，从好氧区回流到缺氧区的混合液回流比取值100%-400%，污泥回流比50%-100%。这种方式的硝态氮去除率为40%-70%，除磷效果稍差于A/O工艺。

在厌氧反应池中，兼性厌氧细菌通过发酵作用将溶解性有机物转化为挥发性脂肪酸（VFAs），聚磷菌吸收来自原污水中的或厌氧反应池中产生的VFAs，同化成细胞内的碳能源贮存物（PHB/PHV），所需的能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，胞内磷酸盐含量上升后，会扩散到外部的环境，液相中的磷酸盐浓度相应升高，厌氧段实际起到聚磷菌“生物选择器“的作用，使聚磷菌群体在处理系统中得到选择性的优势增殖，同时抑制了丝状菌的增殖，使曝气池的SVI维持在较低水平。

在好氧反应池中，聚磷菌通过PHB/PHV的氧化代谢产生能量，一方面进行磷的吸收和聚磷的合成，以聚磷的形式在细胞内贮存磷酸盐，以聚磷酸高能键的形式贮存能量，将磷酸盐从液相中除去，另一方面，合成新的聚磷菌细胞和贮存细胞内糖，产生富磷污泥。

因此，磷酸盐的厌氧释放分为两个部分，即有效释放和无效释放。磷酸盐的有效释放过程是聚磷菌吸收和贮存VFAS等低分子有机物这一耗能过程的偶联过程。而无效释放则不伴随低分子有机物的吸收和贮存，是内源耗损，pH变化和毒物作用等方面的因素引起的磷酸盐的释放。在厌氧反应池中，随着可吸收和贮存的VFAs的消耗，有效释放量不断减少，停留时间越长，无效释放比例越高，造成后续好氧反应池中磷酸盐的吸收能力降低，吸收不完全。因此，厌氧池的水力停留时间不是越长越好，一般情况下宜控制在1.0-1.5h。此外还要尽量避免低pH的冲击负荷，以免造成聚磷的酸性水解和生物除磷能力丧失。

三、影响生物除磷效果的因素

在污水生物除磷系统中，影响处理出水溶解磷浓度的主要因素为

（1）进入厌氧池的进水快速生物降解COD/TP比值和硝酸盐含量。单位快速生物降解COD的生物除磷能力大致为0.10mg/mgCOD，而进入厌氧池中的单位硝酸盐可导致的快速生物降解COD损失量大致为6mg/mgNO3-N。

（2）厌氧段硝酸盐的存在，也能直接对释放磷产生抑制。当厌氧段硝酸盐浓度大于2mg/L时即能对磷释放产生抑制，从而降低除磷效率，其具体取决于污水的BOD5/TP，当BOD5/TP较大时，硝酸盐对除磷的影响小些，反之则大些。

（3） 充足的进水VFAS是出水正磷酸盐浓度稳定达到0.1mg/L一下的关键因素。一般来说，仅依靠厌氧区快速生物降解COD的发酵是不够的，还需要较大的厌氧区和较多的有机碳源。对于厌氧区中快速生物降解COD的发酵，水解速率是速率限制步骤，硝酸盐和溶解氧是最重要的环境影响因素。聚磷菌只有在厌氧状态下才能进行磷的释放，如果存在溶解氧，则聚磷菌将首先利用溶解氧进行吸收磷或者进行好氧代谢，这样就会影响其在好氧段对磷的吸收。只有保证聚磷菌在厌氧段有效释放磷，才能使之在好氧段充分吸收磷，释放磷越多，则吸收磷越多，厌氧状态下，聚磷菌每多释放1mg磷，进入好氧段就可多吸收2.0-2.4mg磷。如果好氧段溶解氧过高，就可能造成回流污泥中的溶解氧大，这些污泥回流到厌氧段就可能造成厌氧段溶解氧增大，这样就会影响聚磷菌释放磷。

（4） 污泥在二沉池的停留时间过长，也会导致污泥厌氧释放磷，从而造成二沉池出水TP升高。污泥浓缩池的污泥停留时间也不宜过长，同样时间长了会发生厌氧释放磷。

A/A/O工艺是在A/O工艺中增设了缺氧区，可用于仅要求硝化的情形，也可用于要求硝化 /反硝化的情形，但进水碳氮比偏低时，生物除磷容易受到影响。进水水质的变化以及缺乏日常监测和运行调节都会导致出水水质的波动。

四、数据分析

以上是生物除磷技术的原理和一些影响因素，下面就本厂的运行状况做一些简要分析。

（1）由7月份数据分析（见下图）得出，BOD/TP影响了出水TP的浓度，四个系列都有如此表现：BOD5/TP高，出水TP低；BOD5/TP低，则出水TP浓度高。

（2）对7月进水BOD和TP的分析（见下图）可得到，进水TP的浓度波动更大。

五、结论及推测

（1）进水水质影响了出水TP的效果，BOD/TP对出水TP产生重要影响，近期进水TP浓度波动较大。

（2）生物除磷系统的泥龄是否得当，泥龄太短（

（3） 回流污泥中的硝酸盐可能导致出水TP变大，可以考虑降低回流污泥量，或者降低曝气池好氧出口处溶解氧浓度。

（4）增加剩余污泥的排量。剩余污泥中含有高浓度的P，污泥在二沉池及混合池的停留时间过长可能会导致厌氧释放磷。

（5）还有一种因素可能导致出水TP升高，就是二沉池的沉淀效率，由于出水中的颗粒性磷含量高而导致TP超标，因此应该从改善沉淀效果着手来解决

参考文献：

[1] 探讨城市污水生物处理出水的总磷达标问题；

[2] 中原环保股份有限公司王新庄应知应会手册；

[3] 城镇排水工程.中国建筑工业出版社，2009.

[4] 城市污水处理技术决策与典型案例.中国建筑工业出版社，2007.

[5] 污水除磷脱氮技术.北京：中国建筑工业出版社，1998.