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脫氮除磷在污水處理廠升級(jí)改造中的認(rèn)識(shí)誤區(qū)
脫氮除磷在污水處理廠升級(jí)改造中的認(rèn)識(shí)誤區(qū)
脫氮除磷是污水處理廠升級(jí)改造的核心內(nèi)容。長(zhǎng)期以來，我國(guó)在技術(shù)應(yīng)用時(shí)普遍存在認(rèn)識(shí)偏差、甚至是錯(cuò)誤的，使得污水處理工藝路線選擇常常走偏，導(dǎo)致脫氮除磷運(yùn)行時(shí)難以達(dá)標(biāo)排放。在日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)以及嚴(yán)肅的環(huán)保監(jiān)管形勢(shì)下，升級(jí)改造成為必然。
pH做為基本的污水指標(biāo)，勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國(guó)BroadleyJames來說是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過程。
在這個(gè)問題上，采用新技術(shù)、延長(zhǎng)流程似乎已經(jīng)成為升級(jí)改造的趨勢(shì)，很少有人回過頭來琢磨既有工藝的“天生"缺陷。其實(shí)，我們對(duì)歐洲國(guó)家已研究、應(yīng)用了20多年的反硝化除磷（DPB）作用仍停留在學(xué)術(shù)重復(fù)和改名階段，深思熟慮的工程應(yīng)用幾乎不復(fù)存在，以至于A2/O成為脫氮除磷的主流工藝。
事實(shí)上，A2/O工藝本身便可聚集DPB，只不過效果較UCT要差。因此，變型為UCT便可將反硝化除磷（與硝化細(xì)菌并不存在泥齡矛盾）發(fā)揚(yáng)光大，無需向無助于生物除磷的多級(jí)A/O、MBR、MBBR等方向發(fā)展，也可以棄用生物脫氮+化學(xué)除磷的常規(guī)處理模式。
我國(guó)對(duì)脫氮除磷技術(shù)應(yīng)用的時(shí)間應(yīng)該說幾乎與歐洲同步，A/O、A2/O、甚至倒置A2/O等工藝應(yīng)用從20世紀(jì)末就已經(jīng)開始，以至于到目前形成了以A2/O及其變型為主的脫氮除磷工藝。然而，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，A2/O在脫氮方面還較為滿意，但生物除磷普遍不靈，出水很難達(dá)到TP<1.0mgP/L，不得不靠后端化學(xué)除磷方式滿足TP<0.5mgP/L這樣的嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)此，國(guó)內(nèi)工程界甚至學(xué)術(shù)界形成了各種各樣的認(rèn)識(shí)和論點(diǎn)，像“脫氮與除磷存在泥齡矛盾"、“生物脫氮簡(jiǎn)單、化學(xué)除磷容易"、“多級(jí)AO好于A2/O"、“MBR（A2/O+膜分離）可產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)出水"、“MBBR適合升級(jí)改造"等等，還有懷疑生物除磷理論不成熟的偏激觀點(diǎn)。
其實(shí)，上述論點(diǎn)都是基于對(duì)脫氮除磷（特別是反硝化除磷）理論的表觀認(rèn)識(shí)或片面理解，仍然將脫氮與除磷分離看待的結(jié)果。基于反硝化除磷理論，脫氮與除磷是一體的，是一種細(xì)菌（DPB，可以NO3-或O2分別作為電子受體）在缺氧環(huán)境下發(fā)生的同步脫氮除磷現(xiàn)象，可謂“一石兩鳥。
生物除磷通過排泥去除細(xì)胞內(nèi)多聚磷酸鹽（poly-P）固然需要較短的污泥齡（SRT），而硝化受細(xì)菌世代時(shí)間限制必須采用長(zhǎng)SRT。但在工程應(yīng)用中，其實(shí)磷細(xì)菌與硝化細(xì)菌所需要的SRT并無多大差別。MBR和MBBR在生物凈化機(jī)理上根本無助于生物除磷。
針對(duì)國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)、工程界上述有關(guān)脫氮除磷的錯(cuò)誤論點(diǎn)，本文將逐一通過既有理論、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模擬予以詳細(xì)解釋并予以澄清。
1脫氮與除磷存在泥齡矛盾
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，硝化菌（AOB/NOB）所需最小SRT要比磷細(xì)菌（PAOs/DPB）長(zhǎng)；如果SRT滿足硝化細(xì)菌生長(zhǎng)條件，磷細(xì)菌則不能較多地排出系統(tǒng)，導(dǎo)致除磷效果變差。這其實(shí)就是所謂脫氮除磷存在泥齡矛盾的認(rèn)識(shí)出發(fā)點(diǎn)。但是之前通過對(duì)BCFS反硝化除磷系統(tǒng)各溫度下磷細(xì)菌與硝化菌最小SRT模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，雖然反硝化工藝磷細(xì)菌（PAOs/DPB）所需最小SRT比硝化菌要短，但兩者差別不大，也就僅有1d之差，如圖1所示。
換句話說，工程上可將磷細(xì)菌與硝化菌最小SRT視為一致，即不存在什么泥齡矛盾，這與Brdjanovic等人實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)十分相符。這就是說，同步脫氮除磷系統(tǒng)中，SRT并不能取的太短，否則，連磷細(xì)菌也生長(zhǎng)不起來，低SRT排泥除磷也就失去意義。
脫氮除磷
圖1反硝化除磷系統(tǒng)中硝化菌與磷細(xì)菌最小SRT比較
可見，脫氮與除磷存在泥齡矛盾其實(shí)是一種主觀臆斷，是僅從兩種細(xì)菌各自世代時(shí)間比較而得出的錯(cuò)誤判斷。這也是為什么獨(dú)立于反硝化除磷的硝化雙污泥A2N系統(tǒng)在荷蘭只實(shí)驗(yàn)演示而沒有實(shí)際工程應(yīng)用的主要原因。
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