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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)定地實現(xiàn)出水總磷達(dá)一級排放要求所提出的工藝。但是，污水除磷劑的投加會給生物處理系統(tǒng)帶來一定的影響。Valve等發(fā)現(xiàn)在UCT工藝中投加硫酸亞鐵時，F(xiàn)e2+與聚磷菌對磷酸根存在競爭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，沉降性能得到改善。基于污水除磷劑對生物處理系統(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污泥活性及絮體結(jié)構(gòu)的作用。

1試驗裝置與方法

1.1試驗裝置

試驗裝置如圖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試驗方法

1.2.1運行工況

采用4個有效容積為0.5m3的CASS反應(yīng)器進(jìn)行試驗，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)定運行時的污泥，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)器的周期運行時間為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B排放標(biāo)準(zhǔn)，分別研究三種污水除磷劑對活性污泥的絮體結(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，由于水解出來的Fe3+與EPS的親和力要強(qiáng)于其他陽離子，F(xiàn)e3+通過離子交換作用將其他陽離子從EPS中置換出來，同時，F(xiàn)e3+較高的化合價能使每一個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，且活性污泥絮體之間的界限也非常明顯，而投加硫酸鋁時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聚合鐵離子的架橋作用強(qiáng)。

2.2污水除磷劑對污泥活性的影響

污水除磷劑對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，金屬離子的存在會對微生物產(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)定運行，筆者主要考察了三種污水除磷劑對活性污泥OUR和脫氫酶活性的影響。

2.2.1對OUR的影響

試驗中，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，鐵鹽的投加對異養(yǎng)菌、硝化菌和亞硝化菌的OUR影響很??；鋁鹽的投加對硝化菌和異養(yǎng)菌活性均存在定的抑制作用但不明顯，而對亞硝化菌活性的抑制作用較強(qiáng)。因此，鋁鹽的投加對系統(tǒng)中活性污泥的OUR有一定影響，但不會破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2.2.2污水除磷劑對脫氫酶活性的影響

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，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對系統(tǒng)的污泥活性影響甚微：而以硫酸鋁為污水除磷劑時，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)，提高了其密實度。同時，三種藥劑對異養(yǎng)菌和硝化菌的OUR及污泥脫氫酶活性影響很小，但硫酸鋁對亞硝化菌OUR的影響明顯強(qiáng)于聚合硅酸鐵和氯化鐵。