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浅谈反硝化除磷工艺机理及其影响因素 　　【摘要】反硝化除磷工艺凭借其既能够高效除磷，也能有效处理低碳氮比污水的广适性优点，吸引了大批科学工作者对其进行深入的研究。本文介绍了反硝化除磷机理，深入分析了硝酸盐、亚硝酸盐、污泥龄、溶解氧等因素对反硝化除磷工艺的影响，希望能对相关研究提供参考。 　　【关键词】反硝化除磷;机理;影响因素 　　近年来，污水处理厂的氮磷排放要求越来越严格，部分流域已要求达到一级A要求。针对除磷脱氮的城镇污水处理厂升级改造工作也在全国范围内迅速开展。目前，应用广泛的脱氮除磷工艺如A2/O、氧化沟、SBR等，均是基于传统生物硝化和反硝化机理开发而来，仅能去除污水中部分的氮和磷。通常情况下，这些工艺普遍存在基建投资大（采用空间分隔，反应器容量大）、运行费用高（硝化充氧能耗高、市政污水厂需投加碳源和补充碱度等）以及温室气体排放等一系列问题。 　　应用反硝化除磷菌进行污水脱氮除磷，能较好地解决这一问题，其已成为污水生物处理技术领域研究的热点之一。它能“一碳两用”，同时达到脱氮除磷的目的，而且还具有节省曝气量、减小污泥产量的优点，因此越来越受到学者的关注。 　　1、反硝化除磷简介 　　1.1 反硝化除磷原理 　　传统聚磷菌是一类以氧作为电子受体的菌种，被称作好养聚磷菌，而反硝化聚磷菌DPB是在厌氧/缺氧交替运行条件下，富集的一类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物。该微生物能利用氧气或硝酸根离子作为电子受体，且其基于胞内聚β-羟基丁酸酯（PH B）、糖原质和磷酸盐等物质的生物代谢过程与传统厌氧/好养法中的PAO相似。 　　反硝化除磷工艺就是以DPB为菌种，通过“一碳两用”方式在缺氧段同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到脱氮除磷双重目的的一种工艺。 　　在厌氧阶段，DPB快速吸收乙酸、丙酸等低分子脂肪酸，同时降解细胞内的多聚磷酸盐以无机磷酸盐的形式释放出来，然后利用上述过程产生的能量ATP和糖原酵解还原产物NADH2合成大量PHB储存在体内。DPB的释磷过程主要取决于胞外有机物的性质和水平。在缺氧阶段，DPB以硝酸根离子代替氧作为电子受体氧化PHB，利用降解PHB所产生的能量，过量摄取环境中的无机磷酸盐并以多聚磷酸盐的形式储存，同时将硝酸盐还原成N2或氮化物，将反硝化和除磷这两个过程合二为一，一碳两用，达到同步脱氮除磷的目的。反硝化除磷现象的发现，强化了生物的脱氮除磷效率，推动了强化除磷工艺的发展，可以节约碳源50%，污泥产量减少50%，除磷过程只需硝化曝气量，总体曝气量可减少30%左右。 　　1.2反硝化除磷工艺 　　反硝化除磷反应器有单污泥和双污泥系统之分。在单污泥系统中，DPB、硝化菌及非聚磷异养菌存在于同一悬浮污泥相中，共同经历了厌氧、缺氧和好氧环境，最具代表性的是BCFS工艺。而在双污泥系统中，硝化菌则独立于DPB而单独存在于某一反应器中。主要有Dephanox和A2/N-SBR工艺等。 　　2、反硝化除磷工艺的影响因素 　　2.1 硝酸盐 　　（1）硝酸盐对厌氧释磷的影响。由于释磷量与吸磷量及除磷效率密切相关，因此厌氧释磷在生物除磷过程中起到关键作用。若在厌氧段存在NO3--N，普通反硝化菌能优先利用碳源进行反硝化从而抑制 DPAOs 释磷，进而无法为缺氧段的DPAOs提供充足的PHB。 　　（2）硝酸盐对缺氧反硝化除磷的影响。在碳源充足的情况下，NO3--N浓度会对DPAOs的缺氧吸磷产生影响。研究表明，当缺氧段NO3--N30mg/L时，DPAOs的缺氧吸磷速率与NO3--N浓度呈正相关关系。由于作为电子受体的 NO3--N数量有限，电子供体PHB分解不足，使缺氧吸磷量受到限制，甚至会引起磷的 “二次释放”。 　　2.2 亚硝酸盐 　　亚硝酸盐作为电子受体进行反硝化吸磷一直备受关注，对其研究也比较深入，但是研究争论的焦点在于缺氧段NO2- ?CN的抑制浓度。关于NO2-?CN的质量浓度为多少时会对反应产生抑制作用这个问题，科学研究者们还没有达成统一意见。 　　2.3 污泥龄 　　污泥龄（SRT）反映了活性污泥系统中微生物的生长状态、生长条件及世代周期等基本特征，是反硝化脱氮除磷设计、运行和研究中一项十分重要的技术参数。 　　根据硝化段设置方式的不同可将反硝化除磷脱氮工艺分为单、双污泥系统，两系统对SRT的要求不同。为兼顾脱氮和除磷的需要，SRT需控制在一个较窄范围内，污泥龄越长，硝化作用越明显，相反污泥龄短，则除磷效果好。因此，单污泥系统运行的关键是保证适宜的DPAOs生长条件。综合考虑各种情况，反硝化除磷系统的最佳SRT应根据工艺组合方式和工艺运行要求等试验获得。 　　2.4 溶解氧 　　在反硝化除磷工艺中，氧的存在影响DPAOs的释磷能力及利用有机