短程反硝化除磷技术研究_张少辉

短程反硝化除磷技术研究张少辉，姜应和(武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉430070)摘要短程反硝化除磷技术适合于对低有机碳高氮磷废水的同步脱氮除磷，其主要影响因素有NO2－、COD及pH等。笔者论述了短程反硝化除磷的理论基础、影响因素及主要工艺，并提出应加强研究的方向。关键词短程反硝化除磷;DPAOs中图分类号X703．1文献标识码B文章编号0517－6611(2011)20－12286－02StudyonShort-cutDenitrifyingPhosphorusRemovalZHANGShao-huietal(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan，Hubei430070)AbstractShort-cutdenitrifyingphosphorusremovalissuitableforsimultaneousnitrogenandphosphorusremovalfromwastewaterlackingoforganiccarbonandrichinnitrogenandphosphorus．Themaininfluencingfactorswerenitrite，COD，pHandsoon．Thetheorybase，effectfac-torsandmainprocessofshort-cutdenitrifyingphosphorusremovalwerereviewed．Directionforfurtherstudywasproposed．KeywordsShort-cutdenitrifyingphosphorusremoval;DPAOs基金项目湖北省自然科学基金(2008CDB371);国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07317－002)。作者简介张少辉(1972－)，男，湖北钟祥人，副教授，博士，从事废物生物处理与资源化研究，E-mail:shzhang2004@126．com。收稿日期2011-04-18反硝化除磷集反硝化与生物除磷为一体，在缺氧条件下由反硝化聚磷菌(DenitrifyingPhosphate-AccumulatingOrgan-isms，DPAOs)通过“一碳两用”的方式实现同步脱氮除磷［1］。其中亚硝酸盐型DPAOs可同时利用O2、NO3－和NO2－为电子受体进行短程反硝化除磷。短程反硝化除磷与短程硝化结合可构成新型高效的同步脱氮除磷技术，除具有硝酸盐型反硝化除磷所具有的节省COD和耗氧量、产泥量低的优点外［1］，还具有运行周期短、吸磷释磷速率快、耗氧量和COD进一步减少的优点，适合含低有机碳高氮磷废水的同步脱氮除磷［2－3］，成为极富应用前景的脱氮除磷技术。1理论基础1．1作用微生物传统认为NO2－是一种微生物抑制剂，对聚磷菌有抑制作用。进一步研究发现，低浓度NO2－可用作反硝化除磷的电子受体［2］。聚磷菌可分为3类:以O2为电子受体的常规聚磷菌，以O2和NO3－为电子受体的硝酸盐型DPAOs，可同时利用O2、NO3－和NO2－为电子受体的亚硝酸盐型DPAOs。对前2类聚磷菌的分离鉴定已有很多报道，但对亚硝酸盐型DPAOs的研究尚不多，刘晖等结合传统方法与分子生物学技术鉴定了1株亚硝酸盐型DPAOs［4］。3类聚磷菌通常共存于同一系统内，因此对各类聚磷菌所占比例及其作用进行比较具有重要意义。确定不同聚磷菌相对数量的方法主要有2种:①基于吸磷速率进行分析，即假定聚磷菌在使用不同电子受体时的吸磷速率不变，将经厌氧释磷的污泥分别置于缺氧(含NO3－)和好氧(含O2)条件下，测定其缺氧吸磷速率和好氧吸磷速率，进而以缺氧吸磷速率与好氧吸磷速率的比值作为反映亚硝酸盐型和硝酸盐型DPAOs所占的比例［5］;②基于总吸磷量的分析方法，即先提供充足的碳源进行充分的厌氧释磷，使相同污泥量释放出相同的磷，进而分别投加不同的电子受体(O2、NO3－、NO2－)进行吸磷，换算出相应的比吸磷量(gP/gVSS)。最后根据3类聚磷菌利用电子受体能力的不同，换算出不同聚磷菌在聚磷菌总量中所占的比例，此方法更具科学性［2］。1．2作用机理对亚硝酸盐型DPAOs除磷机理的研究尚不深入。一般认为，亚硝酸盐型DPAOs与常规聚磷菌的代谢途径类似，即在厌氧条件下分解胞内聚磷酸盐和糖原提供能量和电子(还原力)，吸收有机物合成聚β羟基烷链酸(PHA)储存于体内;在缺氧条件下(无O2，仅存在NO2－)，以NO2－为电子受体氧化体内的PHA产生能量，过量吸收磷酸盐合成胞内聚磷酸盐并合成糖原，通过排除富磷污泥达到除磷的目的。2影响因素2．1NO2－浓度及投加方式研究表明，高浓度NO2－对DPAO