污水處理(li)技(ji)術之污泥濃度對脫氮除(chu)磷的(de)影響

污水處理中污(wu)泥濃(nong)度是(shi)個關(guan)鍵指標，污(wu)泥脫氮需要較長的(de)污(wu)泥齡，以便(bian)培養硝化細菌(jun)，下面分(fen)析下污(wu)泥濃度對脫氮除磷的(de)影響。

一、脫氮除磷(lin)的控制因素(su)

普遍觀點認為(wei)任(ren)何理想的脫氮除磷工藝(yi)應控制以下幾個(ge)關(guan)鍵點：

a.泥齡控制應大于硝化菌、聚(ju)磷菌所(suo)需(xu)的泥齡。

b.回流(liu)至厭氧(yang)區的(de)回流(liu)污泥(ni)盡(jin)可(ke)能少的(de)攜(xie)帶(dai)氧(yang)，包(bao)括：分子氧(yang)、離子氧(yang)（NO3-N）。

c.回流(liu)至缺氧段反硝(xiao)化的混合液(ye)盡可能少的攜帶分子(zi)氧。

d.進水碳源(yuan)應(ying)滿(man)足厭氧池有效(xiao)釋(shi)磷(lin)、缺氧池反硝化。

e.各生物處(chu)理功能單元應滿足在正常(chang)污泥濃度下各自所(suo)需的反應時間。

二、污泥濃度與脫氮關系

生物(wu)(wu)脫氮(dan)(dan)過程中，硝化(hua)(hua)作用的程度往往是(shi)生物(wu)(wu)脫氮(dan)(dan)的前提，其(qi)控制相對比(bi)較簡單；反硝化(hua)(hua)作用是(shi)生物(wu)(wu)脫氮(dan)(dan)的關鍵，其(qi)受諸多因素影響較大，同(tong)時(shi)反硝化(hua)(hua)效(xiao)果也很大程度上(shang)影響系統(tong)除(chu)磷(lin)。

1、污泥濃度對硝化影(ying)響

影響硝化(hua)反應(ying)的環(huan)境因素有很多包括：PH、溫度、SRT、DO、BOD/TKN、污泥濃度、有毒物質等。實際污水處理廠在工藝的運行中只能對SRT、DO、BOD/TKN、污泥濃度等參數進行控制。

a.在好氧硝(xiao)化過程(cheng)中(zhong)較高(gao)(gao)的污泥(ni)濃(nong)度其硝(xiao)化細菌的濃(nong)度相(xiang)對較高(gao)(gao)，因此好氧硝(xiao)化反應的速率(lv)在高(gao)(gao)污泥(ni)濃(nong)度條件下較高(gao)(gao)。

b.一定污(wu)泥(ni)泥(ni)齡(ling)是保證生物(wu)(wu)污(wu)泥(ni)中(zhong)的(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)細菌(jun)存在的(de)條件(jian)，同(tong)時創(chuang)造良好的(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)細菌(jun)生存條件(jian)更能(neng)提高其(qi)在微(wei)生物(wu)(wu)菌(jun)群中(zhong)所占(zhan)比例，從而提高硝(xiao)(xiao)化(hua)細菌(jun)濃度(du)。高污(wu)泥(ni)濃度(du)下在厭(yan)氧(yang)階段(duan)會有更多的(de)BOD被(bei)消耗(hao)，進入好氧(yang)階段(duan)其(qi)BOD/TKN也就相對(dui)更低些。

一些(xie)研究(jiu)表(biao)明活性污泥中硝化(hua)細菌(jun)所占的比例，與(yu)BOD/TKN呈反比關系。由于硝化菌是一類自養菌，有機基質的濃度并不是它的生長限制因素，但若有機基質濃度過高，會使生長速率較高的異氧菌迅速繁衍，爭奪溶解氧，從而使自養菌的生長緩慢且好氧的硝化菌得不到優勢，結果降低硝化速率。

c. DO值(zhi)一般(ban)是污(wu)(wu)水處(chu)理廠硝化(hua)(hua)階段的(de)重要重要指標，一般(ban)情況下DO值(zhi)在2mg/L以(yi)上(shang)。在大多(duo)數氧(yang)化(hua)(hua)溝工(gong)藝中其溝內平均DO值(zhi)都(dou)很(hen)難(nan)達到2mg/L，一般(ban)維持在1mg/L或更低水平，但其硝化(hua)(hua)效果仍(reng)然良好，分析原因為氧(yang)化(hua)(hua)溝特有的(de)相(xiang)對較(jiao)高污(wu)(wu)泥濃度雖然其溝內DO值(zhi)較(jiao)低，但其它(ta)有利于(yu)硝化(hua)(hua)的(de)因素(su)增強。

污泥(ni)濃(nong)度增(zeng)高(gao)(gao)，也(ye)就增(zeng)大生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)處理池的的有(you)效容積，同時降低了負(fu)荷等。從(cong)另(ling)一角(jiao)度分析提(ti)高(gao)(gao)污泥(ni)濃(nong)度其微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)好氧量也(ye)相應(ying)增(zeng)加，在(zai)同等曝氣量條件下，溶解(jie)氧儀顯現出(chu)來的數(shu)值也(ye)應(ying)該較(jiao)低。以上幾(ji)點說明提(ti)高(gao)(gao)污泥(ni)濃(nong)度，生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)池中的DO值可適當降低，硝化效果仍可維持良好水平。

d.為保證活性污(wu)泥(ni)中硝化(hua)細菌(jun)的(de)正(zheng)常生(sheng)長繁殖(zhi)，泥(ni)齡(ling)一般應控制在8天以上。但為了(le)使硝化(hua)細菌(jun)與(yu)其它異氧細菌(jun)有相(xiang)對平衡的(de)生(sheng)存競爭力，應在污(wu)泥(ni)不發生(sheng)嚴(yan)重老化(hua)前提(ti)下提(ti)高泥(ni)齡(ling)，相(xiang)應也就是(shi)增(zeng)大生(sheng)物系(xi)統的(de)污(wu)泥(ni)濃度。

2、污泥濃度對反硝化影響

生物反硝(xiao)化作用即為在缺氧條(tiao)件(jian)下反硝(xiao)化細菌利(li)用硝(xiao)酸鹽(yan)中的(de)離子氧分解有(you)機(ji)物的(de)過程，硝(xiao)酸鹽(yan)即被還(huan)原為N2，完成脫氮過程。反硝化過程中的反硝化細菌是大量存在于污水處理系統中的異氧型兼性細菌，在有氧存在條件下，反硝化細菌利用氧進行呼吸、氧化分解有機物。

在無分子(zi)氧的(de)條件下，同時存在硝酸(suan)(suan)和亞(ya)硝酸(suan)(suan)離子(zi)時，它們(men)能用(yong)這些(xie)離子(zi)中(zhong)(zhong)的(de)氧進行呼吸，使有(you)機(ji)質(zhi)氧化(hua)(hua)分解(jie)。反硝化(hua)(hua)細菌(jun)能夠利用(yong)各種各樣的(de)有(you)機(ji)基質(zhi)作為(wei)反硝化(hua)(hua)過程中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)子(zi)供體，其中(zhong)(zhong)包括：

碳水化合物(wu)、有機酸類(lei)、醇類(lei)以(yi)及甚至(zhi)像烷烴類(lei)、苯(ben)酸鹽(yan)類(lei)和其它的苯(ben)衍生物(wu)這些化合物(wu)，它們往(wang)往(wang)是廢水的主要組分。影響反硝(xiao)化速率的因素(su)較多，包括PH值、溫度、DO、碳氮比、污泥濃度等，實際污水處理廠在工藝的運行中只能對DO、污泥濃度等參數進行控制。碳氮比雖然是反硝化反應中重要的影響因素但其和來水水質有很大關系一般實際運行中很難控制。

a.反硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)反應過(guo)程中要求在(zai)(zai)無分(fen)子(zi)(zi)氧(yang)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)條件下反硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)細菌才能(neng)利(li)用硝(xiao)(xiao)(xiao)酸鹽(yan)及亞硝(xiao)(xiao)(xiao)酸鹽(yan)中的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)氧(yang)分(fen)解有機物(wu)。之(zhi)前提(ti)到，高污泥濃度的(de)(de)(de)生物(wu)系統(tong)在(zai)(zai)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)過(guo)程中可(ke)適當降低(di)溶解氧(yang)值，同(tong)時(shi)保持硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)效果，因(yin)此(ci)使硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)末端降低(di)溶解氧(yang)可(ke)以有效的(de)(de)(de)減少(shao)硝(xiao)(xiao)(xiao)酸鹽(yan)回流液中所攜帶的(de)(de)(de)溶解氧(yang)含(han)量(liang)，降低(di)分(fen)子(zi)(zi)氧(yang)在(zai)(zai)缺(que)氧(yang)區(qu)對反硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)進(jin)程的(de)(de)(de)影響，提(ti)高反硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)菌利(li)用碳源的(de)(de)(de)反硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)能(neng)力。

同時高污泥(ni)濃度自身內源代謝(xie)好(hao)氧量(liang)(liang)也(ye)相對(dui)較強，可以進一(yi)步消(xiao)耗(hao)回(hui)流及缺氧段中的(de)(de)溶解(jie)(jie)氧。再有非常高的(de)(de)污泥(ni)濃度會改變混合液(ye)的(de)(de)粘(zhan)滯性，增大擴散阻(zu)力(li)，從而也(ye)使(shi)回(hui)流攜帶的(de)(de)溶解(jie)(jie)氧降(jiang)低，在一(yi)些(xie)使(shi)用明渠作為回(hui)流通道(dao)的(de)(de)處理(li)工藝(yi)中可以減小回(hui)流跌落的(de)(de)充氧量(liang)(liang)。總(zong)之高污濃度對(dui)于降(jiang)低實際工藝(yi)運行中反(fan)硝化階(jie)段的(de)(de)DO值有較大作用。

b.由于(yu)反(fan)硝(xiao)(xiao)化細(xi)菌(jun)(jun)是異氧型兼性細(xi)菌(jun)(jun)在(zai)(zai)污水處理系統(tong)大量存在(zai)(zai)，提(ti)高(gao)系統(tong)中(zhong)的(de)(de)污泥濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)可(ke)有(you)效(xiao)的(de)(de)提(ti)高(gao)反(fan)硝(xiao)(xiao)化細(xi)菌(jun)(jun)的(de)(de)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)。反(fan)硝(xiao)(xiao)化反(fan)應(ying)速度(du)(du)與(yu)硝(xiao)(xiao)酸鹽亞硝(xiao)(xiao)酸鹽濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)基本無關(guan)，而與(yu)反(fan)硝(xiao)(xiao)化細(xi)菌(jun)(jun)的(de)(de)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)呈一級反(fan)應(ying)。因(yin)此(ci)在(zai)(zai)實際工藝運行中(zhong)高(gao)污泥濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)可(ke)以縮短反(fan)硝(xiao)(xiao)化的(de)(de)時間減小缺氧段的(de)(de)有(you)效(xiao)容積。

在缺氧段有效容積一(yi)定的件下，高污(wu)泥濃度的反(fan)(fan)硝化(hua)反(fan)(fan)應可以更好的利用有機(ji)基質中相對(dui)(dui)較難降解(jie)的有機(ji)物作為碳源進行反(fan)(fan)硝化(hua)反(fan)(fan)應。這一(yi)點對(dui)(dui)于脫氮除磷工藝，尤其C源不足的情況尤為重要。

c.高(gao)污泥濃度其微生(sheng)物菌(jun)膠(jiao)團直(zhi)徑相對較大，在硝化反應過(guo)程中受溶解(jie)氧低的影響，氧的壓力梯度較小，菌(jun)膠(jiao)團內部(bu)容易形成缺(que)氧環境從而發生(sheng)反硝化反應。所以(yi)高(gao)污泥濃度可以(yi)促進同程反硝化。

三、污泥濃度(du)與生物除(chu)磷(lin)

生物(wu)除磷(lin)的(de)關鍵點是提高聚(ju)磷(lin)菌在(zai)活(huo)性污泥系統(tong)(tong)中(zhong)所占(zhan)比(bi)例(li)，同時在(zai)系統(tong)(tong)運行過程中(zhong)大量增長(chang)繁殖，在(zai)排出系統(tong)(tong)時聚(ju)磷(lin)菌體內(nei)含磷(lin)量維持在(zai)一(yi)個較高水平。

為了(le)提高系統中聚磷(lin)(lin)菌所占活性污泥的(de)(de)比例就(jiu)要(yao)為聚磷(lin)(lin)菌營(ying)造更優越(yue)的(de)(de)適(shi)合(he)其生(sheng)長(chang)繁殖(zhi)的(de)(de)環(huan)(huan)境及水(shui)力(li)條(tiao)件，即工藝流程(cheng)上有良(liang)好的(de)(de)厭(yan)(yan)氧(yang)、好氧(yang)環(huan)(huan)境，厭(yan)(yan)氧(yang)區(qu)(qu)的(de)(de)環(huan)(huan)境因素控制對聚磷(lin)(lin)菌的(de)(de)生(sheng)長(chang)繁殖(zhi)，以及除磷(lin)(lin)功能的(de)(de)實現尤為重要(yao)。厭(yan)(yan)氧(yang)區(qu)(qu)的(de)(de)高污泥濃度對于聚磷(lin)(lin)菌更為有利。

a. 高污(wu)泥濃度(du)在厭氧(yang)區其聚磷(lin)菌濃度(du)也(ye)相應(ying)較高，釋(shi)磷(lin)的微(wei)生(sheng)物量增多，后續(xu)好氧(yang)吸(xi)磷(lin)微(wei)生(sheng)物量也(ye)就(jiu)會相應(ying)增加，增大(da)了(le)系(xi)統整體(ti)的除磷(lin)作用。

b.厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)區(qu)聚磷(lin)菌吸(xi)(xi)收VFA釋磷(lin)，同時厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)區(qu)在高(gao)污泥濃(nong)度的(de)條件下可(ke)(ke)作為系統的(de)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)酸(suan)化(hua)段，對水(shui)中的(de)高(gao)分(fen)子難降解有(you)(you)機(ji)物起到厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)水(shui)解作用，聚磷(lin)菌釋磷(lin)過程(cheng)中釋放的(de)能量，可(ke)(ke)供聚磷(lin)菌主動吸(xi)(xi)收乙酸(suan)、H+、等(deng)使之形成(cheng)PHB形式貯存在菌體內，從而(er)促進有(you)(you)機(ji)物的(de)酸(suan)化(hua)過程(cheng)，提高(gao)污水(shui)的(de)可(ke)(ke)生化(hua)性(xing)增大后續處理(li)過程(cheng)中的(de)反硝化(hua)反應所用碳源。

四、總(zong)結

總之在(zai)脫氮除(chu)磷(lin)的污(wu)水(shui)處理工藝中在(zai)處理設施充足情況下應適(shi)當提高(gao)生物池內的污(wu)泥濃度，增強系(xi)統脫氮除(chu)磷(lin)能力(li)。

a.高污(wu)泥濃度可提高處理工(gong)藝各單(dan)元(yuan)的的反應速率(lv)，減小(xiao)所需的反應時間。

b.高污泥濃度其(qi)菌(jun)(jun)膠團直(zhi)徑相對(dui)較高，其(qi)菌(jun)(jun)膠團內更容易形成缺氧反硝化，可(ke)能會發生同程反硝化。

c.高污泥濃(nong)度可(ke)有效(xiao)降低回流中溶解氧(yang)含量，提高厭氧(yang)有效(xiao)釋磷、反硝化脫氮(dan)的有機物利用(yong)率(lv)。

d.高(gao)污泥(ni)濃度其相應具有較高(gao)的泥(ni)齡，生(sheng)物系統內的優勢(shi)菌種一般不受泥(ni)齡限制。因此在(zai)脫氮除磷(lin)工藝中(zhong)各(ge)類主要功能細菌在(zai)適應脫氮除磷(lin)環境(jing)時(shi)形成優勢(shi)菌種。

e.高污泥濃度(du)在厭氧(yang)階段的水解酸化作用，有利于后續(xu)反硝化作用時有機物的更好吸收利用。

當然高污(wu)泥(ni)濃度對污(wu)水(shui)處理廠也(ye)同(tong)樣存(cun)在不(bu)利的(de)(de)(de)影(ying)響因素，如曝氣時(shi)擴散阻(zu)力增大(da)(da)，供氧的(de)(de)(de)利用(yong)率下降；增大(da)(da)了二沉(chen)池的(de)(de)(de)污(wu)泥(ni)負荷。同(tong)時(shi)在生物脫氮(dan)除(chu)(chu)磷(lin)過程(cheng)(cheng)中排泥(ni)是除(chu)(chu)磷(lin)的(de)(de)(de)必需過程(cheng)(cheng)，排泥(ni)量(liang)的(de)(de)(de)多少(shao)很大(da)(da)程(cheng)(cheng)度上影(ying)響系統的(de)(de)(de)除(chu)(chu)磷(lin)效(xiao)果，因此在污(wu)水(shui)廠運行時(shi)，應保證每天一定量(liang)排泥(ni)除(chu)(chu)磷(lin)的(de)(de)(de)前提(ti)下，采用(yong)高污(wu)泥(ni)濃度運行。