污水廠的管理者更趨向于使用除磷藥劑來使出水的磷達到標準內(nèi)。隨著越來越多的污水廠認識到藥劑成本在整個運行成本中的高比例,對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遇到一些磷去除的問題,比如在同樣的加藥情況下,出水總磷總在發(fā)生變化,或者加藥量過大,出水總磷長期處于過低的情況,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,就會出現(xiàn)總磷波動甚至超標。這些問題其實都可以歸結(jié)到一點,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的控制,還是從廠內(nèi)成本的消耗上,運行管理人員都需要對污水廠內(nèi)的生物除磷進行更深入和全面的了解。
污水廠的生物除磷(EBPR)依賴于良好的活性污泥中的聚磷菌的厭氧釋磷和好氧聚磷,運營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。當然由于生物除磷的復雜關(guān)系,生物除磷的過程可能看起來像一個計算機技術(shù)中的“黑箱”,運營管理人員很難準確的描述出工廠內(nèi)生物除磷的,污水處理是一個微觀和宏觀相結(jié)合的技術(shù)工作,微觀的變化從宏觀上是可以通過一些指標數(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的數(shù)據(jù),可以通過適當?shù)臄?shù)據(jù)來管理和控制生物除磷。
聚磷菌在厭氧區(qū)沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧條件,會發(fā)生釋放磷的過程,聚磷菌在厭氧條件下只能吸收簡單的有機分子,即“揮發(fā)性有機酸”(VFA)?;钚晕勰嘀械募嫘约毦ㄟ^微生物的發(fā)酵作用將進水中的溶解性BOD轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性有機酸(VFA),而聚磷菌吸收這些VFA并進入細胞內(nèi),同化合成為胞內(nèi)碳源的儲存物—聚-β-羥基丁酸鹽(PHB),聚磷菌在完成這個過程中所需的能量來源于聚磷菌將其細胞內(nèi)的有機態(tài)磷轉(zhuǎn)化為無機態(tài)磷的反應(yīng),并導致磷酸鹽的釋放,而在厭氧區(qū)的磷釋放的越徹底,在好氧區(qū)域會吸收更多的磷,這就是理論上認為的生物除磷的過程。
從這個生物除磷的過程我們可以看到,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)性有機酸)。那么這個BOD的量需要多少才能凈吸收足夠的磷使出水達標呢?
這個我們就需要了解的自己污水廠中進水水質(zhì)的BOD與磷之比(BOD:P),通過檢測進水BOD和總磷來判斷是否有足夠的碳源來實現(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厭氧區(qū)的BOD和P的比例為判斷依據(jù),是因為在生物池中進水和回流會均勻混合,使我們?nèi)〉降幕旌弦旱腂OD通常較低。如果簡單的把生物池內(nèi)的混合液進行檢測,這樣檢測的數(shù)據(jù)是不能確定進入?yún)捬醴磻?yīng)器的BOD:P值的。
在科學的理論研究表明,進水BOD和TP的比例小于20不太可能實現(xiàn)生物除磷的效果,但是這個比例大于40會有比較良好的生物除磷的效果。因此我們在實際運行中如果希望發(fā)揮更好的生物除磷的作用,可以衡量一下污水廠中實際進水的BOD和TP的比例關(guān)系,如果低于這個比例可以進行除磷碳源的補充,但是要注意,聚磷菌對碳源是需要簡單的有機分子,因此在選擇碳源時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充。特別是一些污水廠使用碳源進行生物脫氮的碳源補充,也可以在厭氧區(qū)域投加一定量的碳源,來加強生物脫氮的效果,這樣可以通過生物除磷的效果的實現(xiàn),減少化學除磷的藥劑投加。
一般來說在污水廠的實驗室內(nèi)簡單的BOD測試不能檢測出聚磷菌所需的VFA數(shù)量的。只能通過檢測易生物降解的生化需氧量來預測VFA的數(shù)量。所以通過檢測可溶性的COD,也就是通過絮凝和過濾后的COD測試是衡量聚磷菌所需碳源數(shù)量的更準確的方式。通過長期的檢測,我們可以根據(jù)化驗室的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)來確定這兩者之間的比例,但是要注意,這個比例可能會隨季節(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,一部分有機物通常會分解為較簡單的分子,就會增加釋磷過程中所需的VFA,實現(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)來自更多的雨水可能會導致厭氧發(fā)酵的性能下降,導致VFA的減少,也會對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。
同時也要注意,當包含硝酸鹽的回流污泥進入?yún)捬鯀^(qū)時,會產(chǎn)生缺氧條件,在這樣的缺氧條件下,反硝化細菌就會快速生長,與聚磷菌在釋磷作用中共同競爭易降解的BOD。因此在實際運行中,要每周測量回流污泥中的硝酸鹽,根據(jù)檢測出來的硝酸鹽含量,調(diào)整生物過程,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)果可能導致反硝化菌和聚磷菌的競爭,導致生物除磷的效果下降。
我們在收集到足夠的運行數(shù)據(jù)的時候,生物除磷會成為可控的。運行人員對生物除磷的環(huán)境管理的內(nèi)容可以從提升的污水的各項水質(zhì),包括進水總磷,進水BOD,對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進行。這些參數(shù)需要進行長時間的大量的數(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)停留的時間都是比較長的,所以我們所作的任何工藝的調(diào)整,對工藝所產(chǎn)生的影響都需要一定的時間來驗證。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先調(diào)整。