清河污水处理厂二期工程生物除磷过程解析_王博

28　　　给水排水　Vol.36　No.8　2010清河污水处理厂二期工程生物除磷过程解析王　博1　白　雪1　续　蕾1　李亚明1　余　韬2　李　峥2　齐　嵘2(1北京城市排水集团有限责任公司清河污水处理厂,北京　100192;2中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京　100085)　　摘要　通过沿程取样分析的方法,详细解析了清河污水处理厂二期工程中CODCr、磷酸盐及氮的变化;利用分子生物学方法对活性污泥中除磷种群及功能变化进行了分析。结果表明,污水处理厂生化反应系统中存在缺氧段反硝化除磷过程。通过水质分析及操作工艺参数比较发现,在大型城市污水处理厂运行中,当缺氧段不存在发酵产物量(SA)、硝酸盐含量较高、可发酵易生物降解碳源(SF)/NO-3—N比值较小、系统运行泥龄大于8d的条件下,较易出现反硝化除磷现象。关键词　污水处理厂　A2/O工艺　生物除磷　反硝化除磷　聚磷菌1　清河污水处理厂运行概况生物除磷过程主要利用的是聚磷菌(PAOs)特殊的生理代谢途径,20世纪80年代中期,研究人员发现某类聚磷菌在缺氧环境中可以以硝态氮作为电子受体进行吸磷的现象,称之为“反硝化除磷”。在厌氧段反硝化除磷菌(DNPAOs)的释磷与传统过程基本一致,而在缺氧段,不同于PAOs以O2作为电子受体,DNPAOs则以NO-3作为氧化胞内聚羟基脂肪酸脂(PHA)的电子受体,它们降解厌氧段储存于胞内的PHA,产生的能量,除大部分供给自身细胞的合成(糖原的合成)和维持生命活动,一部分则用于过量摄取水中的无机磷酸盐,并以PolyP的形式储存在细胞体内;同时NO-3被还原为N2。如此在厌氧/缺氧交替运行条件下,通过DNPAOs的代谢作用即可同步实现反硝化和除磷效果。目前对于反硝化除磷的研究大多集中在实验室及中试反应器中,关于大型城市污水处理厂中的反硝化除磷现象鲜有报道。清河污水处理厂主要负担北京市北部地区的城市污水处理,其二期工程采用A2/O工艺,设计规模20万m3/d,进、出水设计参数见表1(水温为12～25℃)。自2004年12月投入运行以来,生物除磷系统运行正常。本文针对清河污水处理厂二期工程,通过对CODCr、NO-3和PO3-4浓度的沿程分析,并结合分子生物学方法对工艺的除磷过程进行详细的分析。表1　清河污水处理厂二期工程设计进、出水指标项目进水出水BOD5/mg/L