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生物／化學(xué)協(xié)同除磷技術(shù)是基于生物除磷難以穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)出水總磷達(dá)一級(jí)排放要求所提出的工藝。但是，污水除磷劑的投加會(huì)給生物處理系統(tǒng)帶來(lái)一定的影響。Valve等發(fā)現(xiàn)在UCT工藝中投加硫酸亞鐵時(shí)，F(xiàn)e2+與聚磷菌對(duì)磷酸根存在競(jìng)爭(zhēng)從而抑制了生物除磷。侯艷玲等采用生物／化學(xué)協(xié)同除磷技術(shù)研究了Fe3+、Al3+的投加對(duì)活性污泥呼吸速率的影響，發(fā)現(xiàn)Al3+的影響強(qiáng)于Fe3+，Al3+的投加對(duì)亞硝化細(xì)菌和異養(yǎng)菌的呼吸速率均存在抑制作用，而對(duì)硝化細(xì)菌的抑制作用不明顯。凌宵等發(fā)現(xiàn)在曝氣生物濾池中投加鋁鹽強(qiáng)化除磷對(duì)微生物種類和數(shù)量的影響很小。也有研究表明，聚合硅酸鐵作為混凝劑投加到生物反應(yīng)器中能夠使污泥絮體變得更密實(shí)，沉降性能得到改善。基于污水除磷劑對(duì)生物處理系統(tǒng)中活性污泥的影響，筆者采用生物/化學(xué)強(qiáng)化除磷的方法研究污水除磷劑對(duì)污泥活性及絮體結(jié)構(gòu)的作用。

1試驗(yàn)裝置與方法

1.1試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)裝置如圖1所示。CASS反應(yīng)器有效容積為0.5m3，生物選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)的有效容積比為1:5。生物選區(qū)采用水下攪拌器對(duì)進(jìn)水和主反應(yīng)區(qū)的同流硝化液進(jìn)行充分混合，主反應(yīng)區(qū)采用曝氣泵經(jīng)微孔隔膜曝氣盤供氧，硝化液由回流泵回流至生物選擇區(qū)，連接生物選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)的隔板底部開導(dǎo)流孔。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1運(yùn)行工況

采用4個(gè)有效容積為0.5m3的CASS反應(yīng)器進(jìn)行試驗(yàn)，接種污泥為高鹽榨菜廢水與城鎮(zhèn)污水協(xié)同處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的污泥，通過調(diào)節(jié)高鹽榨菜廢水的摻入比以控制協(xié)同處理系統(tǒng)的鹽度為5g/L。CASS反應(yīng)器的周期運(yùn)行時(shí)間為8h，排水比為40%，回流比為I50%，主反應(yīng)區(qū)DO控制在2-3mg/L，生物選擇區(qū)DO控制在0.5mg/L以下，MLSS保持存3000mg/L左右。

1.2.2污水除磷劑及投加方式

采用硫酸鋁、氯化鐵和聚合硅酸鐵為強(qiáng)化除磷的化學(xué)藥劑，在曝氣停止前0.5h分別向3個(gè)反應(yīng)器的主反應(yīng)區(qū)內(nèi)投加硫酸鋁、氯化鐵和聚合硅酸鐵，另外一組反應(yīng)器不投加污水除磷劑作為對(duì)照。系統(tǒng)的進(jìn)水總磷為7.3-8.7mg/L，通過投加硫酸鋁、氯化鐵和聚合硅酸鐵三種污水除磷劑使系統(tǒng)出水TP濃度穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，分別研究三種污水除磷劑對(duì)活性污泥的絮體結(jié)構(gòu)、耗氧速率及脫氫酶活性的影響。

2結(jié)果與討論

2.1污水除磷劑對(duì)活性污泥絮體結(jié)構(gòu)的影響

圖2是未投加污水除磷劑以及投加了聚合硅酸鐵、氯化鐵和硫酸鋁后活性泥絮體的電鏡掃描照片。

出圖2可以看出，末投加污水除磷劑時(shí)活性污泥絮體的結(jié)構(gòu)比較松散，絮體顆粒之間并沒有明顯的界限，原因是活性污泥顆粒上帶有大量的胞外聚合物（EPs)，EPS之間相互結(jié)合并形成較大的生物聚集體。在投加了聚合硅酸鐵和氯化鐵后，由于水解出來(lái)的Fe3+與EPS的親和力要強(qiáng)于其他陽(yáng)離子，F(xiàn)e3+通過離子交換作用將其他陽(yáng)離子從EPS中置換出來(lái)，同時(shí)，F(xiàn)e3+較高的化合價(jià)能使每一個(gè)Fe3+與更多的帶負(fù)電基團(tuán)相互結(jié)合，因此投加含F(xiàn)e3+的除磷劑能使活性污泥絮體變得更密實(shí)，且活性污泥絮體之間的界限也非常明顯，而投加硫酸鋁時(shí)的活性污泥絮體之間的界限不如前兩者就是這種原因所致，另外，投加聚合硅酸鐵時(shí)的活性污泥絮體顆粒要明顯大于投加氯化鐵的，分析認(rèn)為，聚合硅酸鐵既有納米級(jí)硅顆粒的吸附作用，又有聚合鐵離子的架橋作用，這種合力作用比氯化鐵中單獨(dú)聚合鐵離子的架橋作用強(qiáng)。

2.2污水除磷劑對(duì)污泥活性的影響

污水除磷劑對(duì)污泥活性的影響主要是由污水除磷劑中的金屬離子引起的，金屬離子的存在會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生毒害作用，導(dǎo)致代謝功能減弱，嚴(yán)重影響到污水生物處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，筆者主要考察了三種污水除磷劑對(duì)活性污泥OUR和脫氫酶活性的影響。

2.2.1對(duì)OUR的影響

試驗(yàn)中，通過投加0.06g/L的次氯酸鈉溶液抑制污泥中硝化菌活性，分析三種污水除磷劑對(duì)亞硝化菌和異養(yǎng)菌OUR的影響；通過投加0.05mg/L的烯丙基硫脲溶液抑制污泥中亞硝化菌活性，分析三種污水除磷劑對(duì)硝化菌和異養(yǎng)菌0UR的影響；通過投加0.05mg/L的烯丙基硫脲(ATU）和0.06g/L的次氯酸鈉溶液抑制硝化菌和亞硝化菌活性，分析三種污水除磷劑對(duì)異養(yǎng)菌OUR的影響。投加三種污水除磷劑和不投加污水除磷劑時(shí)異養(yǎng)菌、硝化菌和亞硝化菌的oUR值見表1.

由表1可以看出，鐵鹽的投加對(duì)異養(yǎng)菌、硝化菌和亞硝化菌的OUR影響很小；鋁鹽的投加對(duì)硝化菌和異養(yǎng)菌活性均存在定的抑制作用但不明顯，而對(duì)亞硝化菌活性的抑制作用較強(qiáng)。因此，鋁鹽的投加對(duì)系統(tǒng)中活性污泥的OUR有一定影響，但不會(huì)破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2.2污水除磷劑對(duì)脫氫酶活性的影響

不投加污水除磷劑及分別以聚合硅酸鐵、氯化鐵和硫酸鋁為污水除磷劑時(shí)，活性污泥的脫氫酶活性分別為3.60、3.54、3.49和3.15μgTF/（mgMLSS.h）。這進(jìn)一步表明以聚合硅酸鐵和氯化鐵為污水除磷劑時(shí)對(duì)系統(tǒng)的污泥活性影響甚微：而以硫酸鋁為污水除磷劑時(shí)，活性污泥的脫氫酶活性有所降低，但是并沒有發(fā)生顯著的變化。

3結(jié)論

在進(jìn)水鹽度為5g/L、總磷為7.3~8.7mg/L，采用生物／化學(xué)強(qiáng)化除磷方式控制出水TP濃度穩(wěn)定達(dá)到級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)的條件下，聚合硅酸鐵、氯化鐵和硫酸鋁的投加改善了污泥的絮體結(jié)構(gòu)，提高了其密實(shí)度。同時(shí)，三種藥劑對(duì)異養(yǎng)菌和硝化菌的OUR及污泥脫氫酶活性影響很小，但硫酸鋁對(duì)亞硝化菌OUR的影響明顯強(qiáng)于聚合硅酸鐵和氯化鐵。