高污泥浓度与生物脱氮除磷

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时间：2007-07-05 来源：作者：赵梦开

一、概述
     通过对北京市一些污水处理厂的实地考察发现，部分污水处理厂在具有良好脱氮除磷效果时，其生物池内的污泥浓度都相对较高。例如：酒仙桥污水处理厂氧化沟工艺、清河污水处理厂的倒置A2/O工艺等，尤其酒仙桥污水处理厂MLSS一度达到了6000～7000mg/L，约为设计值的两倍，在其二沉池出水SS指标正常情况下，其TP<1mg/L TN<10mg/L。一般的脱氮除磷理论极少有介绍污泥浓度与脱氮除磷之间的直接关系问题，但从微生物量与去除有机物、N、P的速率以及DO之间的关系等方面分析，可以初步解释在具有脱氮除磷功能的工艺中控制相对较高的污泥浓度对脱氮除磷是有利的。
二、脱氮除磷的控制因素
     普遍观点认为任何理想的脱氮除磷工艺应控制以下几个关键点：
a. 泥龄控制应大于硝化菌、聚磷菌所需的最小泥龄。
b. 回流至厌氧区的回流污泥尽可能少的携带氧包括：分子氧、离子氧（NO3-N）。
c. 回流至缺氧段反硝化的混合液尽可能少的携带分子氧。
d. 进水碳源应满足厌氧池有效释磷、缺氧池反硝化。
e. 各生物处理功能单元应满足在正常污泥浓度下各自所需的反应时间。
三、污泥浓度与脱氮关系
     生物脱氮过程中，硝化作用的程度往往是生物脱氮的前提，其控制相对比较简单；反硝化作用是生物脱氮的关键，其受诸多因素影响较大，同时反硝化效果也很大程度上影响系统除磷。
1、污泥浓度对硝化影响
     影响硝化反应的环境因素有很多包括：PH、温度、SRT、DO、BOD/TKN、污泥浓度、有毒物质等。实际污水处理厂在工艺的运行中只能对SRT、DO、BOD/TKN、污泥浓度等参数进行控制。
a. 在好氧硝化过程中较高的污泥浓度其硝化细菌的浓度相对较高，因此好氧硝化反应的速率在高污泥浓度条件下较高。
b. 一定污泥泥龄是保证生物污泥中的硝化细菌存在的条件，同时创造良好的硝化细菌生存条件更能提高其在微生物菌群中所占比例，从而提高硝化细菌浓度。高污泥浓度下在厌氧阶段会有更多的BOD被消耗，进入好氧阶段其BOD/TKN也就相对更低些。一些研究表明活性污泥中硝化细菌所占的比例，与BOD/TKN呈反比关系。由于硝化菌是一类自养菌，有机基质的浓度并不是它的生长限制因素，但若有机基质浓度过高，会使生长速率较高的异氧菌迅速繁衍，争夺溶解氧，从而使自养菌的生长缓慢且好氧的硝化菌得不到优势，结果降低硝化速率。
c. DO值一般是污水处理厂硝化阶段的重要重要指标，一般情况下DO值在2mg/L以上。在大多数氧化沟工艺中其沟内平均DO值都很难达到2mg/L，一般维持在1mg/L或更低水平，但其硝化效果仍然良好，分析原因为氧化沟特有的相对较高污泥浓度虽然其沟内DO值较低，但其它有利于硝化的因素增强。污泥浓度增高，也就增大生物处理池的的有效容积，同时降低了负荷等。从另一角度分析提高污泥浓度其微生物好氧量也相应增加，在同等曝气量条件下，溶解氧仪显现出来的数值也应该较低。以上几点说明提高污泥浓度，生物池中的DO值可适当降低，硝化效果仍可维持良好水平。
d. 为保证活性污泥中硝化细菌的正常生长繁殖，泥龄一般应控制在8天以上。但为了使硝化细菌与其它异氧细菌有相对平衡的生存竞争力，应在污泥不发生严重老化前提下提高泥龄，相应也就是增大生物系统的污泥浓度。
2、污泥浓度对反硝化影响

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