SBR中好氧颗粒污泥反硝化聚磷的研究进展

李 嫄 媛

(重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆　400044)



SBR中好氧颗粒污泥反硝化聚磷的研究进展

李 嫄 媛

(重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆400044)

概述了近些年来在SBR反应器中利用好氧颗粒污泥进行反硝化聚磷的研究情况，重点关注了反硝化聚磷颗粒污泥的培养方式和影响颗粒污泥性能的因素，可以为好氧颗粒污泥反硝化聚磷的进一步研究提供参考。

好氧颗粒污泥，反硝化聚磷，影响因素

脱氮和除磷是污水处理中的两个重要内容，如何在同一反应器中同步脱氮除磷并达到良好的处理效果是当今的一个重要课题。而此问题由于好氧颗粒污泥反硝化聚磷菌(Denitrifying Phosphorus removal Bacteria，DPB)的发现，将会得到良好的解决，这主要是因为利用好氧颗粒污泥反硝化聚磷能够同时实现脱氮除磷，另外好氧颗粒污泥还具有沉降速度快、微生物浓度高的优点。较之于传统的脱氮除磷方法，利用好氧颗粒污泥反硝化聚磷，在保证脱氮处理效果的同时，可使对碳源的需求量、剩余污泥产量和氧的消耗量分别降低50%,50%和30%[1-3]。

如何将反硝化聚磷颗粒污泥在SBR反应器中有效培养，以及了解影响好氧颗粒污泥反硝化聚磷性能的因素对于优化好氧颗粒污泥脱氮除磷工艺至关重要。本文结合近些年来国内外相关研究成果，就以上两个方面进行了主要讨论，旨在为好氧颗粒污泥反硝化聚磷的深入研究提供一些参考。

1　好氧颗粒污泥同步脱氮除磷的机理

好氧颗粒污泥同步脱氮除磷主要是利用反硝化聚磷菌(DPB)的代谢特性。适当的培养条件下，可在好氧颗粒污泥中培养出反硝化聚磷菌菌群。反硝化聚磷菌群在厌氧区将外源碳转化为胞内储存物(PHAs)，在缺氧区以硝态盐或亚硝态盐进行呼吸作用，同时完成了过量吸磷和反硝化，即利用了反硝化聚磷菌的代谢达到除磷脱氮双重目的[4]。此种处理工艺不仅简化了脱氮除磷处理流程，还减少了污泥产量。

2　培养反硝化聚磷颗粒污泥的常见方式

常见的反硝化聚磷颗粒污泥的培养方式主要是通过对好氧、缺氧、厌氧三种阶段的组合调控，使普通活性污泥或已富含聚磷菌(PAOs)的污泥转化为富含反硝化聚磷菌(DPB)的颗粒污泥。DAE SUNG LEE等[5]采用厌氧/好氧/缺氧/好氧(A/O/A/O)的培养方式，使反硝化聚磷菌的比例从11%上升到64%，氮去除率88%，磷去除率100%。

3　好氧颗粒污泥反硝化聚磷的影响因素

3.1溶解氧(DO)

在同步反硝化除磷系统中，厌氧段溶解氧浓度的控制是非常重要的，主要是由于DPB释放磷时需要绝对的厌氧环境，并且厌氧区释放磷的程度将会决定后续磷的吸收程度，磷的释放越彻底，磷的吸收量会越大。李雪飞等[6]的研究中提出：反硝化除磷效率具有临界点，且其临界值即溶解氧DO的浓度为2.0 mg/L；如果溶解氧DO浓度大于2.0 mg/L时，反硝化除磷效率会明显降低；如果溶解氧DO浓度小于2.0 mg/L时，反硝化除磷效率将高于60%。

3.2C/N,C/P值

在实际情况下，进水C/N仍是限制反硝化除磷效果的因素。进水C/N较高时，反硝化聚磷菌在厌氧区便不能全部吸收和转化废水中的COD，进而会导致硝化反应的恶化，使得缺氧吸磷所必需的电子受体减少，最终使得系统脱氮除磷率降低。进水C/N较低时，反硝化聚磷菌由于无法储存足够量的PHB来满足缺氧区的反硝化除磷，导致硝酸氮浓度过高，影响了厌氧区的释磷，进而对后续的除磷和脱氮效果产生了影响。吕冬梅等[7]在采用静态试验考察厌氧反应时间和厌氧段 COD 对 A2O-BAF工艺反硝化聚磷效果的影响研究时，发现在试验范围内,随着厌氧反应时间和厌氧段 COD 的增加,厌氧释磷量均增加,反硝化聚磷量,净聚磷量和硝氮去除量亦都随之增加,但是反硝化聚磷量与释磷量的比值基本维持不变。白少元等[8]的研究表明在污水处理厂的处理系统中，要达到较高的反硝化聚磷效率，须满足进水的COD值为200 mg/L左右，这主要是因为在这种情况下，既满足了厌氧区释磷所需要的碳源，同时又能够让缺氧区残留的碳源量较少，而在这些条件下更有益于反硝化聚磷反应发生。

3.3亚硝酸盐

3.4硝酸盐

徐微等[10]的研究发现当硝酸盐电子受体缺乏时，将会影响反硝化聚磷的效率，而当硝酸盐电子受体十分充足时，反硝化聚磷过程受到硝酸盐浓度的影响又微乎其微。白少元等[8]的研究表明在污水处理厂的处理系统中，厌氧区的硝酸盐氮浓度须满足低于10 mg/L，这主要是由于在这种情况下，既确保磷得到了充分的释放，又确保缺氧区回流到了足够浓度的硝酸盐氮(40 mg/L)作电子受体，从而使得反硝化聚磷反应顺利发生。

3.5温度

利用反硝化聚磷菌对污水同步脱氮除磷须在一定温度范围内才能取得良好的处理效果。白少元等[8]的研究发现反硝化聚磷过程会由于低温受到明显的抑制作用，在温度低于15 ℃时，活性污泥便不会再出现聚磷的情况，但厌氧释磷过程由于低温受到的影响却较小。另外，反硝化聚磷过程也会由于高温受到明显的抑制作用，这主要是由于高温会抑制有机物的代谢，从而不利于其发生。因此，研究发现25 ℃是最适合反硝化聚磷反应发生的温度。

3.6pH

周康群等[11]的研究表明pH值对释/聚磷有不同程度的影响，因此对于反硝化除磷系统而言，应当确保其pH值在7.0～7.5的范围内，这种条件有利于反硝化除磷反应。王娟等[12]用乙酸钠作为碳源，pH控制在7±0.1，初始硝酸盐浓度为5 mg/L，或初始亚硝酸盐控制在15 mg/L～30 mg/L时，有较理想的脱氮除磷效果。

3.7SRT

污泥龄长短也会对颗粒污泥系统的脱氮除磷效果产生直接影响。一般认为，较长的污泥龄有利于脱氮，而较短的污泥龄有利于除磷。常飞等[13]的研究表明污水处理系统中同化除磷能力的提高可以通过缩短污泥龄实验；污泥龄较长的生物除磷处理系统中要想达到完全除磷的效果，依靠单纯的生物作用是办不到的。

4　结语

在SBR反应器中利用好氧颗粒污泥反硝化除磷，因其具有节碳节能及污泥量少等优点而具有良好的应用前景。但如何有效快速地培养反硝化聚磷颗粒污泥仍是目前急需解决的问题。同时，影响好氧颗粒污泥反硝化聚磷性能的影响因素众多，而且有些因素的影响目前研究的还不够透彻，还有待研究人员的进一步探索。相信伴随着上述问题的解决，好氧颗粒污泥同步脱氮除磷工艺将得到极大改善和更广泛的应用。

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[13]常飞,操家顺,徐续，等.泥龄对反硝化除磷脱氮系统效率的影响分析[J].水资源保护，2004(5):29-32.

A process in studies of denitrification and dephospho-rization by aerobic granular sludge in SBR

Li Yuanyuan

(CollegeofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)

This review summarised studies of denitrification and dephosphorization by aerobic granular sludge in SBR in recent years, much attention was paid to the cultivation methods and the influence factors of aerobic granular sludge which can simultaneously denitrify and remove phosphate.

aerobic granular sludge, denitrification and dephosphorization, influence factors

1009-6825(2016)08-0148-03

2016-01-10

李嫄媛(1990- )，女，在读硕士

X703

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