彭永臻，呂冬梅，王淑瑩

（北京工業(yè)大學(xué)北京市污水脫氮除磷處理與過(guò)程控制工程技術(shù)研究中心，水質(zhì)科學(xué)與水環(huán)境恢復(fù)工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100124）

進(jìn)水COD及投加方式對(duì)A2O-BAF工藝反硝化聚磷的影響

彭永臻，呂冬梅，王淑瑩

（北京工業(yè)大學(xué)北京市污水脫氮除磷處理與過(guò)程控制工程技術(shù)研究中心，水質(zhì)科學(xué)與水環(huán)境恢復(fù)工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100124）

為了提高系統(tǒng)的反硝化除磷脫氮效率及碳源可利用性，主要研究了進(jìn)水COD及投加方式對(duì)A2O-BAF工藝反硝化聚磷的影響.試驗(yàn)設(shè)計(jì)了不同的進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）（25～71）及COD投加方式（1次投加、3次投加、連續(xù)投加），分別考察各污染物的去除規(guī)律.試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)ρ（C）/ρ（P）≤34時(shí)，A2O中出現(xiàn)磷和硝態(tài)氮的累積，去除效果惡化；當(dāng)45≤ρ（C）/ρ（P）≤59時(shí)，磷的去除率穩(wěn)定在90％左右，出水ρ（P）低于0.5 mg·L-1；當(dāng)ρ（C）/ρ（P）≥63時(shí)，磷的去除率隨ρ（C）/ρ（P）的增加而下降.當(dāng)ρ（C）/ρ（P）≥39時(shí)，ρ（C）/ρ（P）的變化對(duì)COD和TN去除率影響不大，平均去除率分別高于83％和76％；當(dāng)ρ（C）/ρ（P）=57時(shí)，系統(tǒng)處理效果最佳.相同質(zhì)量濃度的COD，連續(xù)投加的方式可以提高碳源的可利用性，增加厭氧釋磷量，提高缺氧反硝化除磷脫氮速率.

A2O-BAF工藝；進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）；反硝化除磷脫氮；碳源投加方式

近年來(lái)，隨著城市居民飲食習(xí)慣的改變，生活污水中污染物的組成與比例也發(fā)生了很大變化，其中氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比例增大，化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand，COD）等有機(jī)物含量降低，從而引發(fā)嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，破壞了水環(huán)境.為了解決水環(huán)境污染問(wèn)題，改善水體富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，急需去除排放市政污水中的過(guò)量營(yíng)養(yǎng)元素——氮和磷［1］.然而，污水中可利用COD的多少及能否有效利用直接影響生物脫氮除磷工藝的污染物去除效率，它是微生物代謝必需的物質(zhì)和能量來(lái)源，許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究.Andrew等［2］認(rèn)為進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）直接影響聚磷菌（phosphorus accumulating organisms，PAOs）和聚糖菌（glycogen accumulating organisms，GAOs）對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，二者均可利用有機(jī)物合成內(nèi)碳源PHA，前者是生物除磷的主導(dǎo)微生物，而后者對(duì)除磷無(wú)作用.王曉蓮等［3］對(duì)配制啤酒廢水的研究發(fā)現(xiàn)，A2O工藝中剩余污泥的含磷率隨進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）的下降而增加.Janssen等［4］也認(rèn)為污水中有機(jī)物的含量對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除有很大影響.唐旭光等［5］研究表明，采用連續(xù)進(jìn)水方式，可提高碳源的有效利用，刺激厭氧釋磷反應(yīng)的發(fā)生.上述研究大多采用配水及序批式活性污泥法（sequencing batch reactor，SBR）工藝為研究對(duì)象，而關(guān)于對(duì)處理實(shí)際生活污水的A2O-BAF工藝性能影響的研究罕有報(bào)道.

A2O-BAF由A2O連續(xù)流反應(yīng)器和曝氣生物濾池（biological aerobic filter，BAF）順序連接而成，A2O中主要完成反硝化除磷反應(yīng)，BAF中主要進(jìn)行硝化反應(yīng)，是一種新型高效、運(yùn)行穩(wěn)定的雙污泥反硝化除磷系統(tǒng).它不僅具有傳統(tǒng)雙污泥反硝化除磷工藝的優(yōu)點(diǎn):“一碳兩用”，節(jié)省碳源，以及實(shí)現(xiàn)聚磷菌和硝化菌的分離，解決泥齡矛盾等［6-10］，從A2O-BAF工藝的自身特點(diǎn)來(lái)看，它還具有以下優(yōu)勢(shì):進(jìn)水COD絕大部分在A2O厭氧區(qū)利用，BAF中填料處于流化狀態(tài)，進(jìn)入BAF不易堵塞生物膜，且無(wú)需反沖洗；A2O缺氧區(qū)以BAF回流的硝態(tài)氮為電子受體進(jìn)行反硝化吸磷，不存在超越污泥，氨氮去除率高；占地面積小，運(yùn)行管理方便，污染物去除率高.盡管A2O-BAF工藝具有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于實(shí)際生活污水的ρ（C）/ρ（P）過(guò)低，不足以滿足系統(tǒng)同時(shí)脫氮除磷的需要，所以，研究ρ（C）/ρ（P）對(duì)系統(tǒng)脫氮除磷性能的影響，最大限度提高碳源的有效利用，對(duì)于提高系統(tǒng)的脫氮除磷效率及降低運(yùn)行成本具有重要意義.

本文以實(shí)際生活污水為處理對(duì)象，通過(guò)投加無(wú)水乙酸鈉改變進(jìn)水ρ（C）/ρ（P），重點(diǎn)研究了不同進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）對(duì)污染物去除特性的影響，同時(shí)采用靜態(tài)試驗(yàn)考察了3種不同碳源投加方式對(duì)厭氧釋磷及反硝化除磷脫氮的影響，以期尋求最優(yōu)的進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）及碳源投加方式，提高系統(tǒng)脫氮除磷效率，降低運(yùn)行成本，從而為其在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)裝置和運(yùn)行參數(shù)

A2O-BAF雙污泥反硝化除磷系統(tǒng)裝置如圖1所示.反應(yīng)器用有機(jī)玻璃制成，主要由A2O池、BAF池順序連接而成.A2O池有效容積為29.7 L，共分為9個(gè)格室，前2個(gè)為厭氧段，后6個(gè)為缺氧段，最后1個(gè)為好氧段，厭氧:缺氧:好氧體積比為2∶6∶1，厭氧和缺氧段每個(gè)格室內(nèi)均設(shè)有電動(dòng)攪拌機(jī)，好氧段設(shè)有曝氣頭，從而保證A2O池每個(gè)格室泥水混合液處于懸浮狀態(tài).BAF池有效容積為14.13 L，內(nèi)置塑料填料，微生物以生物膜的形態(tài)生長(zhǎng)于懸浮活性填料上.A2O池每個(gè)格室和BAF池均設(shè)有取樣口，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定及試驗(yàn)條件下取樣檢測(cè).A2O-BAF工藝運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1.

1.2試驗(yàn)用水和檢測(cè)方法

試驗(yàn)采用的是北京某高校住宅小區(qū)化糞池生活污水，具體水質(zhì)指標(biāo)如表2所示，試驗(yàn)期間進(jìn)水的約為33.3，屬于低ρ（C）/ρ（P）生活污水.COD按照標(biāo)準(zhǔn)方法（APHA，2005）測(cè)定；均由流動(dòng)注射分析儀測(cè)定（Lachat Quik-Chem8000，Lachat Instrument，Milwaukee，USA）；pH值采用WTW inolab level2在線監(jiān)測(cè)；污泥濃度（mixed liquid suspened，MLSS）采用濾紙稱重法測(cè)定（國(guó)家環(huán)保局，1997）；聚羥基脂肪酸（polyhydroxyalkanoate，PHA）采用Agilent DB-1型氣象色譜柱、按照Oehmen等［11］改良后的方法測(cè)定.

表1　A2O-BAF工藝運(yùn)行參數(shù)Table 1 Operational parameters of A2O-BAF

表2　實(shí)際生活污水水質(zhì)Table 2 Characteristics of actual domestic wastewater

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）試驗(yàn)

試驗(yàn)過(guò)程中，將ρ（C）/ρ（P）作為獨(dú)立變量，通過(guò)向原生活污水中投加無(wú)水乙酸鈉，改變進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）.試驗(yàn)共分為4個(gè)階段:階段1維持進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）為25～34；階段2維持進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）為39～49；階段3維持進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）為52～59；階段4維持進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）為63～71，每個(gè)階段系統(tǒng)運(yùn)行30 d，確定最佳進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）.

1.3.2碳源投加方式試驗(yàn)

取穩(wěn)定運(yùn)行的A2O-BAF工藝好氧格活性污泥2 L，用清水對(duì)其反復(fù)沖洗，壓縮至1.5 L，平均分成3份，置于1.5 L間歇小試裝置中，如圖2所示，將等量無(wú)水乙酸鈉分別加入裝有1 L稀釋后（釋磷3倍）生活污水的燒杯中，然后分3種進(jìn)水方式厭氧攪拌，控制厭氧初始pH值為7.20，厭氧反應(yīng)3 h后，保證可利用外碳源基本降解完全，3個(gè)反應(yīng)器中分別同時(shí)加入等量的硝態(tài)氮，進(jìn)行缺氧攪拌，缺氧反應(yīng)3 h結(jié)束.試驗(yàn)期間隔一段時(shí)間取水樣檢測(cè)COD、N、P質(zhì)量濃度，以分析碳源投加方式對(duì)厭氧釋磷及反硝化除磷的影響，試驗(yàn)方案如表3所示.

表3　碳源投加方式試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)Table 3 Project design of adding methods of carbon sources experiment

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1ρ（C）/ρ（P）對(duì)COD去除的影響

由圖3知，當(dāng)ρ（C）/ρ（P）＜34時(shí)，此時(shí)A2OBAF系統(tǒng)對(duì)COD的去除率不高，均低于80％，相比于王曉蓮等［3］研究進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）試驗(yàn)，本試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）偏高，且去除率偏低，分析原因是:其試驗(yàn)用水采用配水，直接添加易降解有機(jī)物作為碳源，本試驗(yàn)采用實(shí)際生活污水，而生活污水本身含有一部分難降解有機(jī)物，微生物在短時(shí)間內(nèi)不能將其吸收利用，所以導(dǎo)致了COD的去除率偏低.當(dāng)進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）＞34時(shí)，發(fā)現(xiàn)隨著ρ（C）/ρ（P）的升高，系統(tǒng)對(duì)COD的去除率增加，當(dāng)ρ（C）/ρ（P）= 57時(shí)，COD去除率達(dá)到90％以上.然而隨著ρ（C）/ρ（P）的進(jìn)一步升高，當(dāng)ρ（C）/ρ（P）=63時(shí)，COD去除率有所下降，原因是投加外碳源量過(guò)多，可利用有機(jī)物在系統(tǒng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)仍有剩余.COD經(jīng)過(guò)厭氧段都有大幅度降低，降解的COD大部分為聚磷菌吸收利用，轉(zhuǎn)化為PHA儲(chǔ)存于體內(nèi)，為后續(xù)缺氧段反硝化吸磷提供電子受體.從缺氧段至BAF至出水，COD變化幅度較小，降解的COD主要用于微生物的細(xì)胞生長(zhǎng)和少量反硝化消耗，有時(shí)COD會(huì)出現(xiàn)較小幅度的上升，原因是有部分老化脫落的生物膜和死亡微生物細(xì)胞壁等殘留的難降解物質(zhì)又重新釋放到泥水混合液中，導(dǎo)致系統(tǒng)中COD有時(shí)反而增加.

2.2ρ（C）/ρ（P）對(duì)P去除的影響

由圖4可知，厭氧釋磷量隨進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）的增加而增加，說(shuō)明進(jìn)水中可利用有機(jī)物越充足，可供PAOS利用的小分子有機(jī)物越多，PAOS通過(guò)水解聚合磷將更多的磷酸鹽釋放到溶液中，從而增加厭氧區(qū)磷酸鹽釋放量.當(dāng)ρ（C）/ρ（P）在45～59變化時(shí)，磷的去除率始終穩(wěn)定維持在90％左右，系統(tǒng)出水ρ（P）均低于0.5 mg/L，表明當(dāng)進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）達(dá)45時(shí)，系統(tǒng)出水即可滿足排放標(biāo)準(zhǔn).張華等［12］采用模擬生活污水研究ρ（C）/ρ（P）比試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)水COD為250 mg/L時(shí)，系統(tǒng)釋磷量只有16 mg/L，而本系統(tǒng)采用實(shí)際生活污水在相應(yīng)的COD質(zhì)量濃度下，厭氧釋磷量已達(dá)到30 mg/L左右.當(dāng)ρ（C）/ρ（P）在25～34變化時(shí)，厭氧釋磷量很低，且在缺氧段及好氧段均出現(xiàn)磷酸鹽累積現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)出水ρ（P）高于進(jìn)水ρ（P），分析原因是:由于ρ（C）/ρ（P）過(guò)低，可供PAOS利用的小分子易降解有機(jī)物過(guò)少，從而使得厭氧釋磷儲(chǔ)存體內(nèi)的PHA很少，在后續(xù)缺氧及好氧段無(wú)法提供足夠的電子供體過(guò)量吸磷，長(zhǎng)期運(yùn)行出現(xiàn)磷酸鹽的積累現(xiàn)象.當(dāng)進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）高于59時(shí)，磷的去除率隨著ρ（C）/ρ（P）的增加反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，出水ρ（P）不達(dá)標(biāo)，均高于0.5 mg/L，原因是隨著進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）的增加，厭氧釋磷量增加，而回流到缺氧段的硝態(tài)氮保持不變，硝態(tài)氮作為電子受體反硝化吸磷完全后，反應(yīng)器中還有一部分磷剩余，且此時(shí)形成厭氧環(huán)境，容易發(fā)生二次釋磷現(xiàn)象，造成出水ρ（P）升高.

當(dāng)ρ（C）/ρ（P）維持在57時(shí)，磷的去除率最高，達(dá)92.5％，約93％的磷在缺氧區(qū)經(jīng)反硝化吸磷作用去除，約5％的磷經(jīng)過(guò)最后好氧格的好氧吸磷作用去除.歸其原因，PAOS經(jīng)厭氧釋磷吸收有機(jī)物儲(chǔ)存大量?jī)?nèi)碳源PHA，進(jìn)入缺氧區(qū)后，反硝化聚磷菌（denitrifyingphosphorus-accumulatingorganisms，DPAOs）以回流的硝態(tài)氮為電子受體，氧化分解體內(nèi)儲(chǔ)存的PHA提供能量，過(guò)量吸收水中磷酸鹽，磷污染物得以去除，同時(shí)DPAOs得到增殖；而后進(jìn)去好氧區(qū)，由于大部分PHA在缺氧區(qū)被氧化分解，相應(yīng)的好氧區(qū)磷的去除量隨之減少，所以，厭氧釋磷體內(nèi)儲(chǔ)存PHA的多少?zèng)Q定著缺/好氧吸磷作用的好壞，PHA的儲(chǔ)存量取決于PAOs可利用有機(jī)物的多少［13-14］，ρ（C）/ρ（P）則將成為PAOs釋磷及吸磷的制約因素，決定著PAOs與GAOs所占優(yōu)勢(shì)程度，前者是生物除磷的主導(dǎo)微生物菌群而后者則對(duì)于除磷無(wú)作用.

2.3ρ（C）/ρ（P）對(duì)N去除的影響

由圖5可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ρ（C）/ρ（P）在28～34變化時(shí)，隨ρ（C）/ρ（P）的升高，TN去除率升高，但厭氧區(qū)及缺氧區(qū)出水均出現(xiàn)不同程度的硝態(tài)氮積累現(xiàn)象，原因是當(dāng)進(jìn)水可利用有機(jī)物不足時(shí)，PAOS無(wú)法儲(chǔ)存大量PHA，導(dǎo)致缺氧段電子供體缺乏，回流的硝態(tài)氮不能完全被反硝化，剩余的硝態(tài)氮經(jīng)好氧區(qū)流至二沉池通過(guò)污泥回流到厭氧區(qū)，影響厭氧釋磷，繼而影響系統(tǒng)對(duì)氮的去除效果.當(dāng)ρ（C）/ρ（P）高于39時(shí)，試驗(yàn)范圍內(nèi)，不論ρ（C）/ρ（P）怎樣變化，TN去除率始終穩(wěn)定在75％～80％，出水TN＜15 mg/L，滿足排放標(biāo)準(zhǔn).

2.4不同投加方式對(duì)COD的去除影響

PAOS對(duì)有機(jī)底物的利用情況直接影響厭氧釋磷及缺氧吸磷脫氮效果，考察碳源的有效利用方式，對(duì)提高系統(tǒng)污染物去除效率及降低運(yùn)行成本具有非常重要的意義.

從圖6的COD變化曲線可以看出，3種碳源投加方式在厭氧段對(duì)COD的利用率不同，即PAOs在厭氧釋磷階段儲(chǔ)存的內(nèi)碳源PHA存在差別.1次投加碳源時(shí)，COD在厭氧前30 min內(nèi)有大幅下降，原因是泥水混合后，存在稀釋、部分COD被微生物吸附作用，易生物降解有機(jī)物濃度較高，微生物快速吸收利用轉(zhuǎn)化，但此時(shí)COD并沒(méi)有完全被消耗.而在隨后的厭氧階段，COD變化很小，說(shuō)明此階段主要利用了微生物自身吸附剩余的的有機(jī)物，對(duì)原水中的有機(jī)物利用率較低.3次投加碳源時(shí)，COD在每次投加碳源后都有小幅上升，在隨后的厭氧30 min內(nèi)得到利用，厭氧結(jié)束后COD的剩余量較一次投加時(shí)低.在厭氧前2 h連續(xù)投加碳源的過(guò)程中，COD呈一直上升趨勢(shì)，即厭氧段PAOs可利用的有機(jī)物含量一直增加，在厭氧最后1 h內(nèi)COD快速下降，最后COD的剩余量低于3次投加時(shí)，這樣不僅提高了COD的可利用性，且促進(jìn)了PAOs的充分釋磷，增加內(nèi)碳源的儲(chǔ)存量.試驗(yàn)結(jié)果表明:在厭氧釋磷過(guò)程中，碳源的供給越緩慢越有利于提高碳源的有效利用時(shí)間及利用效率.

2.5不同投加方式對(duì)N、P的去除影響

由圖7可知，在厭氧結(jié)束后，3種不同的投加方式所表現(xiàn)出的總釋磷量不等，連續(xù)投加時(shí)總釋磷量最大，達(dá)23.75 mg/L.通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，1次投加時(shí)厭氧前60 min的凈釋磷速率維持在0.278 mg/（L· min），凈釋磷量占總凈釋磷量的83.5％，而在60～120 min及120～180 min內(nèi)，凈釋磷速率分別降低至0.030、0.025 mg/（L·min），凈釋磷量分別占總凈釋磷量的9.1％、7.4％，圖7中1次投加時(shí)的磷酸鹽變化曲線表現(xiàn)為先急劇上升后緩慢上升的趨勢(shì)，3次投加和連續(xù)投加時(shí)3個(gè)時(shí)間段內(nèi)的釋磷量相比1次投加時(shí)較為均等，且釋磷速率都有所提升，連續(xù)投加時(shí)表現(xiàn)為最大釋磷速率及最大凈釋磷量.

分析產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因?yàn)?1次投加后，有機(jī)底物豐富充足，在0～60 min內(nèi)，聚磷菌快速吸收易降解有機(jī)物，大量釋放磷酸鹽于水中，在隨后的厭氧時(shí)間內(nèi)，聚磷菌繼續(xù)利用開(kāi)始時(shí)吸附在體內(nèi)的有機(jī)物，放棄難降解有機(jī)物的吸收利用，減少對(duì)原水COD的利用，所以在60～180 min內(nèi)，釋磷量有所增加但COD卻沒(méi)有明顯降低.3次投加和連續(xù)投加時(shí)，開(kāi)始時(shí)有機(jī)物質(zhì)量濃度較低，PAOs為了生長(zhǎng)可以過(guò)量吸收原水中的底物，將其分解利用，提高厭氧段揮發(fā)性脂肪酸（volatile fatty acids，VFA）的質(zhì)量濃度，促進(jìn)磷酸鹽的釋放.連續(xù)投加相比3次投加，更進(jìn)一步延長(zhǎng)了碳源有效利用時(shí)間，提高碳源的可利用性，更加優(yōu)化釋磷特性，獲得最大的釋磷量及釋磷速率.

圖8表示不同投加方式下缺氧段磷與硝態(tài)氮的變化，表4為不同投加方式下的脫氮量、聚磷量及其比值和PHA的生成量.從表4中發(fā)現(xiàn)，脫氮量與聚磷量之間的比值并不隨投加方式的改變而有大的變化，保持在1.13～1.15浮動(dòng)，主要與反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)期的污泥特性有關(guān).

從圖8（a）和表4中可以看出，1次投加、3次投加、連續(xù)投加時(shí)的反硝化聚磷量依次為15.34、17.79、20.20 mg/L，反硝化聚磷速率依次為0.085、0.099、0.135 mg/（L·min），1次投加時(shí)最小，連續(xù)投加時(shí)最大.

從圖8（b）、表4中發(fā)現(xiàn)，1次投加、3次投加、連續(xù)投加時(shí)的反硝化脫氮量分別為17.46、20.53、22.40 mg/L，反硝化脫氮速率分別為0.097、0.114、0.152 mg/（L·min），亦是1次投加時(shí)最小，連續(xù)投加時(shí)最大.

分析原因?yàn)?由表4知，連續(xù)投加獲得的PHA生成量最高，1次投加時(shí)最低，而缺氧段DPAOs氧化分解厭氧段儲(chǔ)存的內(nèi)碳源PHA為缺氧反硝化除磷脫氮提供電子供體過(guò)量吸收水中磷酸鹽，同時(shí)反硝化.由于在試驗(yàn)過(guò)程中，反應(yīng)器內(nèi)的硝態(tài)氮和磷質(zhì)量濃度都遠(yuǎn)高于飽和濃度（ASM2d中KP=0.2 mg/L），試驗(yàn)污泥取自同一系統(tǒng)污泥，所以缺氧吸磷過(guò)程不受胞內(nèi)聚磷質(zhì)量濃度限制，且缺氧條件下檢測(cè)到反應(yīng)器中DO幾乎為零，依據(jù)ASM2d活性污泥模型中的缺氧反硝化吸磷動(dòng)力學(xué)方程［15］，得出PHA含量與反應(yīng)速率呈正相關(guān)，即PHA含量越高，反應(yīng)速率越快，與試驗(yàn)結(jié)論相符.

表4　不同投加方式下的反硝化聚磷脫氮效果及PHA生成量Table 4 Efficiency of denitrifying phosphorus and nitrate nitrogen removal and the production of PHA under different carbon source adding ways

3 結(jié)論

1）原生活污水中小分子易降解COD含量較低，不足以滿足A2O-BAF系統(tǒng)同時(shí)脫氮除磷的需要，即當(dāng)進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）≤34時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)磷和硝態(tài)氮累積現(xiàn)象，處理性能惡化.

2）通過(guò)投加無(wú)水乙酸鈉，提高進(jìn)水ρ（C）/ρ（P），當(dāng)45≤ρ（C）/ρ（P）≤59時(shí)，P和TN的去除率分別穩(wěn)定在90％和76％左右，出水ρ（P）低于0.5 mg·L-1、ρ（TN）小于15 mg·L-1，在ρ（C）/ρ（P）=57時(shí)，系統(tǒng)對(duì)氮和磷處理效果最佳.結(jié)果表明，在進(jìn)水ρ（C）/ρ（P）高于45時(shí)，A2O-BAF系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的出水水質(zhì)，滿足城市污水排放標(biāo)準(zhǔn).

3）當(dāng)ρ（C）/ρ（P）≥63時(shí)，磷的去除率隨ρ（C）/ρ（P）的增加呈下降趨勢(shì)，TN去除率不受影響，表明投加碳源不宜過(guò)量，保持適宜的ρ（C）/ρ（P）才能獲得理想的脫氮除磷效果.

4）1次投加、3次投加和連續(xù)投加3種不同的碳源投加方式表現(xiàn)出不同的厭氧釋磷量、PHA生成量和缺氧反硝化除磷脫氮速率.結(jié)果表明:連續(xù)投加方式延長(zhǎng)了碳源有效利用時(shí)間，提高了碳源的可利用性，獲得最大的厭氧釋磷量及PHA生成量，從而提高了缺氧反硝化除磷脫氮速率.

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（責(zé)任編輯 楊開(kāi)英）

Effects of Feed Water COD and Different Adding Ways of COD on Denitrifying Phosphorus Removal of A2O-BAF Process

PENG Yongzhen，Lü Dongmei，WANG Shuying
（Engineering Research Center of Beijing，Beijing Key Laboratory of Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering，Beijing University of Technology，Beijing 100124，China）

To improve the denitrifying phosphorus and nitrate removal efficiency and availability of carbon source，the effects of influent COD and different addition methods of COD on the denitrifying phosphorus removal of A2O-BAF were investigated.Different feed water ρ（C）/ρ（P）ratios of 25-71 and three different addition ways of COD:one-time adding，three-time adding，and continuous adding were designed to study the variations of contaminants，respectively.The results of experiment show that when the ρ（C）/ρ（P）ratio is lower than 34，phosphorus and nitrate are accumulated in A2O，and the removal efficiency is worse；when the ρ（C）/ρ（P）ratio is 45-59，the P removal efficiency maintains about 90％，and the effluent P concentration is lower than 0.5 mg/L；while the ρ（C）/ρ（P）ratio is higher than 63，the P removal efficiency decreases as the ρ（C）/ρ（P）ratio increases.In contrast，when theρ（C）/ρ（P）ratio is higher than 39，regardless of the ρ（C）/ρ（P）ratio，excellent COD（90％）and TN （76％）removal efficiency are maintained throughout the experiments，and when the ρ（C）/ρ（P）ratio are 57，the removal efficiency of the system are optimal.When the COD concentration are the same，the way of continuous adding not only can enhance availability of carbon source，but also increase anaerobicphosphorus release amount and improve denitrifying phosphorus and nitrate removal rate.

A2O-BAF process；influent ρ（C）/ρ（P）ratio；denitrifying phosphorus and nitrate removal；different addition methods of carbon sources

X 703.1

A

0254-0037（2016）09-1406-08

10.11936/bjutxb2015090013

2015-09-09

國(guó)家“863”計(jì)劃資助項(xiàng)目（2012AA063406）；北京市教育委員會(huì)資助項(xiàng)目（2015ZX07218001）

彭永臻（1949—），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事水污染控制工程方面的研究，E-mail:pyz@bjut.edu.cn