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對此，國內(nèi)工程界及學(xué)術(shù)界形成了各種各樣的認(rèn)識與論點，其中不乏存在認(rèn)識誤區(qū)。本文針對“脫氮與除磷存在污泥齡矛盾”、“生物脫氮簡單、化學(xué)除磷容易”、“多級AO好于A2/O”、“MBR可產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)出水”和“MBBR適合升級改造”等5個認(rèn)識誤區(qū)，逐一通過理論分析、實驗數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模擬予以詳細(xì)解釋并澄清。

誤區(qū)一：脫氮與除磷存在污泥齡矛盾

傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，硝化細(xì)菌(AOB/NOB)所需最 小固體停留時間（SRT）比聚磷細(xì)菌(PAOs/DPB)長。若SRT滿足硝化菌生長條件，磷細(xì)菌則不能較多地排出系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)除磷效果變差。脫氮與除磷存在污泥齡矛盾正是基于此認(rèn)識產(chǎn)生。

在進(jìn)行BCFS反硝化除磷系統(tǒng)不同溫度下兩種細(xì)菌最 小SRT模擬實驗時發(fā)現(xiàn)（如圖1所示），磷細(xì)菌所需最 小SRT比硝化菌短，但差別不大（僅1 d之差），在工程上可視為無差別（即，不存在污泥齡矛盾）。在同步脫氮除磷系統(tǒng)中，SRT不能取得太短，否則磷細(xì)菌也無法正常生長繁殖，低SRT下排泥除磷也就沒有意義。由圖1可知，在低溫（T＜10℃）條件下，磷細(xì)菌生長受溫度影響較大，此時甚至出現(xiàn)了磷細(xì)菌最 小SRT比硝化菌長的現(xiàn)象。

圖1  反硝化除磷系統(tǒng)中硝化菌和磷細(xì)菌最 小SRT比較

由此可見，脫氮與除磷存在污泥齡矛盾只是主觀臆測，是僅僅比較了兩種細(xì)菌各自的世代時間而得出的認(rèn)識誤區(qū)。

誤區(qū)二：生物除磷+化學(xué)除磷乃低碳源污水之策

由圖2可知，化學(xué)除磷具有宏量效果好、微量效果差的特點。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)，初始PO43- 濃度越高，化學(xué)反應(yīng)所需的金屬離子與P物質(zhì)的量之比就越低，反之，則越高。

圖2  化學(xué)除磷過程

注：

1. 圖中箭頭處數(shù)據(jù)為Fe/P或Al/P物質(zhì)的量之比；

2. Fe鹽為FeCl₃·6H₂O，Al鹽為Al₂(SO₄)₃·18H₂O；

3. 宏量階段的初始磷濃度為20 mg/L，微量階段的初始磷濃度為2.85 mg/L。

如圖2中所示，采用階段性投加化學(xué)藥劑的方式雖能節(jié)省藥劑投加量，但所需的反應(yīng)時間較長。若在反應(yīng)一開始便投加大量藥劑，可縮短反應(yīng)時間。但若采用化學(xué)除磷方式使污水中的PO43--P（2~5 mg/L）降到Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)（TP≤0.3 mg/L，其中溶解性PO43--P的最 低濃度為0.1 mg/L，另外0.2 mg/L考慮在初始SS中），過量投加藥劑所增加的運行成本以及藥劑在生產(chǎn)運輸過程中所產(chǎn)生的間接碳排放都與污水處理節(jié)能降耗目標(biāo)背道而馳。

反觀生物除磷，其具有微量效果佳的顯著特點。在完全滿足磷細(xì)菌生長條件（厭氧-缺/好氧動態(tài)循環(huán)生長環(huán)境）和所需環(huán)境條件（保證存在還原轉(zhuǎn)化所需乙酸碳源）的前提下，磷細(xì)菌在缺氧（DPB）和好氧（PAOs/DPB）環(huán)境中幾乎可以將水環(huán)境中溶解性PO43--P全部吸收到細(xì)胞內(nèi)形成poly-P（多聚磷酸鹽），經(jīng)泥水分離后的上清液中溶解性PO43--P可降至“0”。

從生物脫氮除磷工藝角度來看，A2/O或UCT完全是按磷細(xì)菌所需動態(tài)生長環(huán)境所設(shè)計，有利于聚集大量磷細(xì)菌。但在工程實踐中，由于我國部分地區(qū)的污水C/P、C/N較低，可能會限制磷細(xì)菌的正常生長。然而，從A2/O或UCT中所發(fā)現(xiàn)的反硝化除磷現(xiàn)象，通過DPB細(xì)菌將生物脫氮與除磷“合二為一”，在無形之中增加了一倍脫氮除磷所需碳源。因此，對于低碳源脫氮除磷工藝首先需要考慮的是如何創(chuàng)造DPB的最 大富集條件。在這方面，已通過模擬實驗證實UCT明顯優(yōu)于A2/O。

因此，將脫氮和除磷分別以生物和化學(xué)的方式分開處理并非是低碳源污水脫氮除磷的上策，最 終是以較大化學(xué)藥劑投加量和增加間接碳排放作為代價的。

誤區(qū)三：多級A/O比A2/O脫氮除磷效果好

多級A/O工藝以Bardenpho工藝為代表，之后又衍生出了多點進(jìn)水的多級A/O工藝，如圖3所示。

圖3  典型多級A/O工藝流程

Bardenpho工藝出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，反硝化除磷在當(dāng)時還未被發(fā)現(xiàn)。該工藝在設(shè)計原理上將脫氮和除磷分隔設(shè)置。通過前置反硝化方式將污水中大部分氨氮在第一個好氧池（O1）硝化回流至第一個缺氧池（A1）而脫氮。第二級A/O原理上是除磷，即通過第二個厭氧池（A2）釋磷、第二個好氧池（O2）吸磷。然而，這種工藝將進(jìn)水碳源（特別是VFAs）在第一級A/O中已大部分消耗（A1反硝化、O1碳氧化），留給第二級A/O的碳源已所剩無幾（特別是磷細(xì)菌所必須的VFAs），在這種情況下磷細(xì)菌難以生長繁殖，再談生物除磷也就毫無意義。顯然，Bardenpho工藝要想具備同步脫氮除磷功能需要進(jìn)水中的碳源異常充足，在滿足反硝化（A1）和直接碳氧化（O1）的需要后仍有碳源（VFAs）剩余，這樣才能保證A2中磷細(xì)菌對乙酸的攝取，進(jìn)而使O2產(chǎn)生吸磷作用。

多點進(jìn)水多級A/O在工藝設(shè)計上碳源分段進(jìn)入三個厭氧（實為缺氧）池，但在“厭”氧池內(nèi)發(fā)生的主要還是常規(guī)反硝化作用。首先，污泥回流中的NO3-首先在A1中反硝化而與磷細(xì)菌爭奪碳源，接下來O1池硝化產(chǎn)生的NO3--N會進(jìn)入A2，以此類推。實際上，這個工藝與Bardenpho類似，主要以硝化和反硝化為主，磷細(xì)菌也很難獲得優(yōu)勢生長。

基于之前模擬A2/O時的相同水質(zhì)、水量以及反應(yīng)池體積，分別對圖3所示的兩種工藝進(jìn)行模擬，結(jié)果如圖4所示。TN以Bardenpho的去除效果最 佳（較其他兩個工藝低1~2 mg N/L）。而在除磷效果上就顯示出較大差異，Bardenpho幾乎沒有除磷作用，多點進(jìn)水工藝稍微存在一些除磷效果，但與A2/O相差甚遠(yuǎn)。如果將與A2/O變型為UCT，除磷效果則會更好。 

   圖4  A2/O，Bardenpho與多級A/O工藝出水模擬比較