传统生物同步脱氮除磷存在的矛盾

2.4　传统生物同步脱氮除磷存在的矛盾

生物脱氮和除磷是由两类完全不同的菌种通过不同的生化过程来完成的，它们对环境因素的要求各异，使得同步提高脱氮除磷效率难以协调。主要存在下面几个原因。

（1）对污泥龄要求迥异　硝化菌属化能自养菌，其增长速率比异氧菌小一个数量级，繁殖速率慢，世代时间长。为了保证硝化菌的数量足够且稳定，一般工程中将泥龄控制在15天左右，水温低时需更长时间；而生物除磷是靠排放剩余污泥来达到目的的，为了提高除磷效果必须加大排泥量，这就会缩短系统的污泥龄。

对于除磷系统，泥龄越长，污泥含磷量越低，去除单位重量的磷需消耗的BOD越多，而且由于有机质的不足会使污泥发生“自溶”现象，致使磷溶解和排泥量减少进而导致除磷效果降低，一般除磷的泥龄控制在3.5～7天。显然，长污泥龄对脱氮有利，而短污泥龄对除磷有利。

（2）硝酸盐　硝酸盐是硝化反应的产物，同时也是反硝化过程的反应物。根据除磷原理，除磷系统必先有一个厌氧释磷过程，而传统同步脱氮除磷工艺往往会把硝态氮带入厌氧段中；而硝态氮的出现，使得聚磷菌的释磷及PHB的合成能力受到影响，最终导致其在后续阶段的吸磷效果较差。

（3）对碳源的争夺　在生物脱氮除磷的结合系统中，厌氧释磷、缺氧反硝化、好氧异养菌代谢要消耗碳源。其中反硝化和释磷对于挥发性脂肪酸的竞争性矛盾尤为突出，通常为了充分释磷，往往首先满足厌氧释磷对碳源的要求，这就会导致后续反硝化碳源的不足，进而影响系统的脱氮效果；或者反之，影响除磷效果。

（4）溶解氧矛盾　传统的脱氮除磷工艺将厌氧、缺氧、好氧各处理过程同处一个活性污泥系统，而活性污泥絮体对气泡有很强的吸附作用，这样就不可避免将溶解氧带入缺氧段和厌氧段。

对于厌氧段，DO的控制直接影响聚磷菌在此段的生长状况、释磷能力及利用有机质合成PHB的能力。当厌氧段存在DO时，一方面它将作为最终电子受体而抑制厌氧菌（如假单孢菌属）的发酵产酸作用，妨碍或抑制磷的释放且利于发酵产酸菌的摄磷作用；另一方面，将导致厌氧或好氧菌的生长而发生其对进水中有机基质的降解，使可供厌氧菌利用的有机基质减少，从而导致发酵产酸菌不能产生足够的低级脂肪酸等物质以供聚磷菌使用。对于反硝化缺氧段，DO的存在阻碍了把末端电子传给硝酸盐所需的酶的形成，任何进入反应器的氧都将被有机体优先利用，从而减少反应器能脱氮的硝酸盐量，进而影响脱氮效率。因此，溶解氧在好氧段与厌氧段和缺氧段的有效分离是解决这一矛盾的必要措施。

要从根本上提高脱氮除磷效率，解决好以上几方面的矛盾又不增加处理成本，除了从工艺上控制，最主要的是需要一种新型的菌种既吸磷又能够脱氮才能达到目的。