摘要：碳源和污泥龄是影响污水脱氮除磷效果的2个重要因素。以实际生活污水为处理对象，进行不同的C/N和污泥龄（SRT）对A2O工艺脱氮除磷的影响研究，结果表明，1、碳源类型对TN去除率影响不大，对TP去除率影响较大；2、在活性污泥中进水C/N宜为4.6~6.8；3、污泥龄为12d脱氮除磷效果最好。
关键词：A2/O工艺；脱氮除磷；污泥龄
0.引言
A2/O工艺是一种高效脱氮除磷的污水处理工艺，是目前被应用最广泛的脱氮除磷工艺之一。然而其运行过程存在聚磷菌、硝化菌和反硝化菌在碳源需求和污泥龄的矛盾和竞争，很难在同一系统中同时高效去除氮和磷。本文主要分析污泥龄和碳源对A2/O工艺脱氮除磷的影响，同时综述了如何控制碳源和污泥龄使脱氮除磷达到最佳效果。
1. 碳源的影响
1.1不同碳源
早期Jun等[1]的研究证明，采用不同的碳源，厌氧段有机物消耗和放磷的摩尔比不同，较高的有机物负荷会对厌氧放磷造成抑制。图1为分别采用乙酸和丙酸作为碳源时TN的变化情况[3]。在进水COD相同的情况下，反应过程中TN含量变化不大，丙酸做为碳源相比乙酸做为碳源时的TN去除率稍大些。
图1 TN的变化情况 图2 TP的变化情况
图2为分别采用乙酸和丙酸作为碳源时TP的变化情况[3]。在进水COD相同的情况下，反应过程中TP含量变化较大，丙酸做为碳源相比乙酸做为碳源时的TP去除率较大。
1.2 C/N
污水的C/N 是影响A2O工艺脱氮除磷效果的重要因素。活性污泥中硝化菌的比例与污水的C/N值有关，这是因为活性污泥系统中异养菌与硝化菌产率不同、以及在活性污泥系统中异养菌与硝化菌竞争底物和溶解氧，使硝化菌的生长受到抑制。采用A2O 反应器处理实际污水时，原水的C/N 越低，反硝化除磷占总除磷的比例越高，但是过低的C/N会导致TN 去除率低下[4]图3为进水C/N为3.3、4.6、6.8和9.5时TN的变化情况[5]。当C/N小于6.8时，随着进水C/N增加TN的去除率在增加，当C/N大于6.8时，随着进水C/N增加TN的去除率在减少。结果表明， 厌氧条件下，反硝化菌会利用水中碳源进行反硝化，当C/N较低时，由于缺氧反硝化位于厌氧释磷之后，反硝化效果受到碳源有机物的限制，当C/N增加时这一情况得到改善，TN的去除率不断增加，当C/N等于9.5时，由于好氧段存在大量的有机物，影响氨氮的氧化，造成TN去除率迅速减少。
图3 TN的变化情况 图4 PO43-的变化情况
图4为进水C/N为3.3、4.6、6.8和9.5时磷的变化情况[4]。随着进水C/N增加磷的去除率在减少，当C/N增加到9.5时，磷的去除率迅速减少。结果表明，较低的C/N 有利于磷的去除，当C/N等于9.5时，好氧段由于有机物的存在造成好氧异养菌与聚磷菌竞争溶解氧，影响聚磷菌的聚磷。
2.污泥龄的影响
污泥龄对A2/O工艺影响十分显著。由于硝化菌比增长速率低，世代期长，因此为使活性污泥系统得到良好的硝化效果，就必须有较长的泥龄。而除磷主要是通过排放含高磷剩余污泥而实现的，因此聚磷菌要求较短污泥龄。许多研究报道[5]，当控制SRT在8～15d时，脱氮除磷可得到较好的效果。
表1是氮、磷在不同 SRT工况下的试验结果[6]。由表1可见， TN去除率随着SRT的增加TN去除率在不断增加； SRT分别为8、10、12d时TP的出水浓度均低于1.0mg/L，但当SRT为15d时出水磷浓度较高，出水浓度均为2.2mg/L。因此SRT为12d时脱氮除磷效率最好。
表1 不同SRT下污染物的去除效果（徐伟锋等，2007）
A2O工艺除磷本质是反硝化除磷菌（DNPAOs）在缺氧区的吸磷和聚磷菌（PAOs）在好氧区的吸磷的过程。图2位DNPAOs和PAOs在不同SRT下利用单位PHB的吸磷量，PAOs在好氧区吸磷量随着SRT的增加几乎不变，而DNPAOs在缺氧区吸磷随着SRT的增加先增大以后基本不变。这是因为短SRT时，厌氧区内除磷菌不能完全吸收污水中的有机物，有机物进入缺氧区就会抑制 DNPAOs对细胞内的PHB的利用影响吸磷。SRT为12时DNPAOs利用PHB量最大，吸磷效果最好，但会影响进入好氧区PHB的含量，降低PAOs的吸磷量。
图5 污泥龄与单位PHAs的吸磷的关系
3. 总结
A2/O工艺脱氮和除磷功能在污泥龄和碳源存在矛盾和竞争关系[7]，很难在同一系统中同时高效去除氮和磷；通过本文论述，A2/O工艺进水C/N为4.6~6.8和污泥龄为12d脱氮除磷效果最好。
参考文献
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[7] 李亚新，活性污泥法理论与技术[M]. 北京:中国建筑出版社,2007.
论文作者:张晨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
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