干貨！為什么低負荷會導致生化除磷效果下降？

1、冬季生化處理效果好于夏季

冬季污水處理一般會采用，提高污泥濃度，也就是提高泥齡來應對低溫的影響，正常情況下，泥齡延長對生化除磷是不利的，會導致除磷效果下降，但是，實際中卻往往不是這樣的。

在污水專業群中，有群友反應AAO工藝冬季除磷效果比夏季好很多，沒有化學除磷，夏季出水TP2-3PPM，冬季進水除水溫之外水質沒有變化，脫氮效率變化也不大，但是出水TP卻能達到0.1PPM。

推測是因為夏季污泥活性太高，導致系統處在低負荷狀態，聚磷菌細胞內的PHB部分或全部消失引起的。為什么低負荷會導致生化除磷效果下降？看下面的試驗！

2、試驗方法

1.1 裝置

試驗在青島李村河污水處理廠進行，該廠一期工程采用UCT工藝，設計處理能力為8萬m³/d(2/3為工業廢水、1/3為生活污水)，生化反應池總停留時間為21h，非曝氣容積比為0.35，污泥回流比為70%～100%，好氧混合液回流比為100%～200%，缺氧混合液回流比為100%。

小試系統模擬生產運行工藝，反應池容積為77.4L,理論水力停留時間達18h。

1.2 廢水水質及分析方法

以該污水處理廠實際進水為研究對象，其水質見表1(指標分析按照標準方法進行)。

3、結果與討論

通過長期的生產運行發現該污水處理廠出水中除磷超標外,其余指標均可接近或達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)中的一級標準。

為探究造成出水中磷超標的原因,在污水處理廠的生化反應池內分別取樣測定NH₃-N、NO₃-N、PO₄^3--P含量。

圖2生產系統生化反應過程由于該污水處理廠實際進水量僅為設計處理水量的1/2，因此其生化反應理論水力停留時間達42h，但由于污泥回流、好氧混合液回流、缺氧混合液回流的影響，實際水力停留時間僅為9.8h，所以在此以進水在生化反應池內的實際水力停留時間作為生化反應歷時。

以同期進行的小試為平行對比，其生化反應的理論水力停留時間為18h，實際水力停留時間為5.25h，非曝氣容積比為0.5,缺氧區占非曝氣容積的2/3，其他參數與生產工藝*相同，NH₃-N、NO₃-N、PO₄^3--P含量的變化過程。

該污水處理廠生產系統處于低負荷運行狀態，其污泥有機負荷為0.106kgCOD/(kgMLSS·d)。在厭氧區由缺氧混合液回流所攜帶的NO₃-N利用進水中的易降解有機物進行反硝化，同時聚磷菌利用易降解有機物進行厭氧釋磷(在厭氧反應結束時釋磷量僅為3mg/L)。由厭氧區轉入缺氧區后由于回流污泥及好氧混合液回流的稀釋作用使PO₄^3--P下降到6.4mg/L,而由回流污泥及好氧混合液回流所攜帶的NO₃-N在此進行反硝化反應,至缺氧結束時反硝化反應尚未進行*(剩余NO₃-N為1.4mg/L)，在此階段PO₄^3--P略有下降。

由缺氧區進入好氧區后在有機物氧化的同時進行硝化反應使NH₃-N濃度迅速下降，但隨著反應的進行硝化速率降低，NO₃-N濃度伴隨硝化反應的進行而不斷上升，NO₃-N的增加量與NH₃-N的減少量基本呈對應關系，而PO₄^3--P并未出現明顯的下降，也就是說聚磷菌在好氧條件下并未進行大量的吸磷反應，這與厭氧條件下釋磷量較少有關。

由圖3可知，小試系統污泥有機負荷為0.222kgCOD/(kgMLSS·d)，此時在厭氧區聚磷菌利用進水中的易降解有機物進行厭氧釋磷(釋磷量達13mg/L)。由厭氧區轉入缺氧區后同樣由于回流污泥及好氧混合液回流的稀釋作用使PO43--P下降到11.5mg/L,隨后聚磷菌利用由回流污泥及好氧混合液回流所攜帶的NO3-N進行吸磷,同時進行反硝化反應。由缺氧區進入好氧區后聚磷菌繼續進行吸磷反應直至反應結束(PO43--P接近于零)，在此階段有機物氧化與硝化反應進行得也較*。

       相同工藝的兩個反應系統在不同負荷條件下除磷能力迥異，其主要是低負荷運行導致的好氧延時曝氣使細胞內的儲存物質(特別是PHB)發生變化，而使PHB被部分或全部消耗掉的原故，而細胞內的糖原(Glycogen)在好氧條件下的轉化因受PHB數量減少的影響而降低，由于糖原的減少進而影響到厭氧條件下磷的釋放及對揮發性脂肪酸的吸收，PHB的合成亦進一步減少，總之由于生物除磷在好氧條件下的吸磷速率和吸磷量受細胞內PHB含量的影響，PHB的減少導致磷吸收速率和吸磷量的下降，使聚磷菌無法有效地吸收細胞外的磷酸鹽合成聚磷，周而復始導致生物除磷能力喪失。