污水廠的管理者更趨向于使用除磷藥劑來(lái)使出水的磷達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。隨著越來(lái)越多的污水廠認(rèn)識(shí)到藥劑成本在整個(gè)運(yùn)行成本中的高比例,對(duì)生物除磷的能力的挖掘,也成為更多的污水廠管理者關(guān)注的地方。
污水廠的工藝管理人員常常會(huì)遇到一些磷去除的問(wèn)題,比如在同樣的加藥情況下,出水總磷總在發(fā)生變化,或者加藥量過(guò)大,出水總磷長(zhǎng)期處于過(guò)低的情況,大量的消耗藥劑成本,但是又不敢隨意消減除磷藥劑,唯恐一旦減藥量,就會(huì)出現(xiàn)總磷波動(dòng)甚至超標(biāo)。這些問(wèn)題其實(shí)都可以歸結(jié)到一點(diǎn),那就是污水廠的生物除磷在一直起著自己的作用,因此不論從總磷的更精準(zhǔn)的控制,還是從廠內(nèi)成本的消耗上,運(yùn)行管理人員都需要對(duì)污水廠內(nèi)的生物除磷進(jìn)行更深入和全面的了解。
污水廠的生物除磷(EBPR)依賴(lài)于良好的活性污泥中的聚磷菌的厭氧釋磷和好氧聚磷,運(yùn)營(yíng)管理人員了解聚磷菌的生物特性,并且為聚磷菌創(chuàng)造和維持正確的環(huán)境是有效發(fā)揮生物磷的關(guān)鍵。當(dāng)然由于生物除磷的復(fù)雜關(guān)系,生物除磷的過(guò)程可能看起來(lái)像一個(gè)計(jì)算機(jī)技術(shù)中的“黑箱”,運(yùn)營(yíng)管理人員很難準(zhǔn)確的描述出工廠內(nèi)生物除磷的,污水處理是一個(gè)微觀和宏觀相結(jié)合的技術(shù)工作,微觀的變化從宏觀上是可以通過(guò)一些指標(biāo)數(shù)字的觀察到的。所以從宏觀意義上,管理人員并不需要了解這么詳細(xì)的數(shù)據(jù),可以通過(guò)適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)來(lái)管理和控制生物除磷。
聚磷菌在厭氧區(qū)沒(méi)有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件,會(huì)發(fā)生釋放磷的過(guò)程,聚磷菌在厭氧條件下只能吸收簡(jiǎn)單的有機(jī)分子,即“揮發(fā)性有機(jī)酸”(VFA)。活性污泥中的兼性細(xì)菌通過(guò)微生物的發(fā)酵作用將進(jìn)水中的溶解性BOD轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性有機(jī)酸(VFA),而聚磷菌吸收這些VFA并進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),同化合成為胞內(nèi)碳源的儲(chǔ)存物—聚-β-羥基丁酸鹽(PHB),聚磷菌在完成這個(gè)過(guò)程中所需的能量來(lái)源于聚磷菌將其細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài)磷的反應(yīng),并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放,而在厭氧區(qū)的磷釋放的越徹底,在好氧區(qū)域會(huì)吸收更多的磷,這就是理論上認(rèn)為的生物除磷的過(guò)程。
從這個(gè)生物除磷的過(guò)程我們可以看到,生物除磷是有一定的要求的,首先是有足夠的聚磷菌,沒(méi)有聚磷菌的作用,生物除磷是不可能發(fā)生的。其次是需要進(jìn)水中有一定量的溶解性的BOD能夠被轉(zhuǎn)化成為VFA(揮發(fā)性有機(jī)酸)。那么這個(gè)BOD的量需要多少才能凈吸收足夠的磷使出水達(dá)標(biāo)呢?
這個(gè)我們就需要了解的自己污水廠中進(jìn)水水質(zhì)的BOD與磷之比(BOD:P),通過(guò)檢測(cè)進(jìn)水BOD和總磷來(lái)判斷是否有足夠的碳源來(lái)實(shí)現(xiàn)聚磷菌的磷的釋放。這里要注意,雖然我們是要探究厭氧區(qū)的聚磷菌的生存環(huán)境,但是不能直接以檢測(cè)厭氧區(qū)的BOD和P的比例為判斷依據(jù),是因?yàn)樵谏锍刂羞M(jìn)水和回流會(huì)均勻混合,使我們?nèi)〉降幕旌弦旱腂OD通常較低。如果簡(jiǎn)單的把生物池內(nèi)的混合液進(jìn)行檢測(cè),這樣檢測(cè)的數(shù)據(jù)是不能確定進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的BOD:P值的。
在科學(xué)的理論研究表明,進(jìn)水BOD和TP的比例小于20不太可能實(shí)現(xiàn)生物除磷的效果,但是這個(gè)比例大于40會(huì)有比較良好的生物除磷的效果。因此我們?cè)趯?shí)際運(yùn)行中如果希望發(fā)揮更好的生物除磷的作用,可以衡量一下污水廠中實(shí)際進(jìn)水的BOD和TP的比例關(guān)系,如果低于這個(gè)比例可以進(jìn)行除磷碳源的補(bǔ)充,但是要注意,聚磷菌對(duì)碳源是需要簡(jiǎn)單的有機(jī)分子,因此在選擇碳源時(shí)要注意選擇快速降解的碳源。比如常用的乙酸鈉就是比較容易降解的碳源,適合在生物除磷的碳源補(bǔ)充。特別是一些污水廠使用碳源進(jìn)行生物脫氮的碳源補(bǔ)充,也可以在厭氧區(qū)域投加一定量的碳源,來(lái)加強(qiáng)生物脫氮的效果,這樣可以通過(guò)生物除磷的效果的實(shí)現(xiàn),減少化學(xué)除磷的藥劑投加。
一般來(lái)說(shuō)在污水廠的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)簡(jiǎn)單的BOD測(cè)試不能檢測(cè)出聚磷菌所需的VFA數(shù)量的。只能通過(guò)檢測(cè)易生物降解的生化需氧量來(lái)預(yù)測(cè)VFA的數(shù)量。所以通過(guò)檢測(cè)可溶性的COD,也就是通過(guò)絮凝和過(guò)濾后的COD測(cè)試是衡量聚磷菌所需碳源數(shù)量的更準(zhǔn)確的方式。通過(guò)長(zhǎng)期的檢測(cè),我們可以根據(jù)化驗(yàn)室的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)來(lái)確定這兩者之間的比例,但是要注意,這個(gè)比例可能會(huì)隨季節(jié)的轉(zhuǎn)化而發(fā)生變化。在污水收集管路中的厭氧條件和發(fā)酵作用下,一部分有機(jī)物通常會(huì)分解為較簡(jiǎn)單的分子,就會(huì)增加釋磷過(guò)程中所需的VFA,實(shí)現(xiàn)更好的生物除磷。特別是在旱季期間居民用水量少,整個(gè)污水管網(wǎng)內(nèi)流速緩慢,以及具有化糞池收集系統(tǒng)都有助于BOD轉(zhuǎn)化成為VFA。但是在多雨的季節(jié),污水管網(wǎng)內(nèi)來(lái)自更多的雨水可能會(huì)導(dǎo)致厭氧發(fā)酵的性能下降,導(dǎo)致VFA的減少,也會(huì)對(duì)生物除磷的效果下降。這也是在一些污水廠內(nèi)夏季的除磷效果不如冬季的原因。
同時(shí)也要注意,當(dāng)包含硝酸鹽的回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)時(shí),會(huì)產(chǎn)生缺氧條件,在這樣的缺氧條件下,反硝化細(xì)菌就會(huì)快速生長(zhǎng),與聚磷菌在釋磷作用中共同競(jìng)爭(zhēng)易降解的BOD。因此在實(shí)際運(yùn)行中,要每周測(cè)量回流污泥中的硝酸鹽,根據(jù)檢測(cè)出來(lái)的硝酸鹽含量,調(diào)整生物過(guò)程,以保證回流污泥中的硝酸鹽含量低于5 mg / L,如果大于10 mg / L的結(jié)果可能導(dǎo)致反硝化菌和聚磷菌的競(jìng)爭(zhēng),導(dǎo)致生物除磷的效果下降。
我們?cè)谑占阶銐虻倪\(yùn)行數(shù)據(jù)的時(shí)候,生物除磷會(huì)成為可控的。運(yùn)行人員對(duì)生物除磷的環(huán)境管理的內(nèi)容可以從提升的污水的各項(xiàng)水質(zhì),包括進(jìn)水總磷,進(jìn)水BOD,對(duì)活性污泥的濃度和回流污泥濃度,回流流量,以及厭氧,缺氧和好氧的溶解氧濃度等等來(lái)進(jìn)行。這些參數(shù)需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的大量的數(shù)據(jù)積累,最終形成本廠內(nèi)的生物除磷工藝的影響因子,但是也要記住,由于大多數(shù)市政污水廠中的活性污泥在系統(tǒng)內(nèi)停留的時(shí)間都是比較長(zhǎng)的,所以我們所作的任何工藝的調(diào)整,對(duì)工藝所產(chǎn)生的影響都需要一定的時(shí)間來(lái)驗(yàn)證。一般做出的生物調(diào)整,需要一到兩周內(nèi)應(yīng)觀察到出水磷濃度變化,所以是需要我們工藝管理人員做工藝的預(yù)先調(diào)整。