磷是水體(ti) 富營養(yang) 化的限製因素，控製汙水處理廠排放水中的磷尤為(wei) 重要。生物除磷易受進水水質和工藝參數的影響，國內(nei) 生物除磷效率普遍偏低，除磷穩定性較差，很多汙水廠采取了化學輔助除磷的措施以達到汙水排放一級A標準，應用較廣泛的是直接在曝氣池末端投加除磷劑，即同步除磷。除磷劑主要有鐵鹽、鋁鹽，鐵鹽的除磷效果優(you) 於(yu) 鋁鹽，亞(ya) 鐵鹽的除磷效果較優(you) 。除磷劑對生物係統的影響是兩(liang) 者能否發揮協同作用的關(guan) 鍵，目前主要從(cong) 藥劑對硝化過程、ss、微生物群落結構及數量、汙泥活性的影響進行考察，對生物除磷的影響報道較少，原因在於(yu) 投藥後難以區分化學除磷和生物除磷。藥劑除與(yu) 活性汙泥爭(zheng) 奪磷源外，化學除磷產(chan) 生的化學汙泥，在厭氧／好氧交替時也會(hui) 出現磷的釋放和吸收而幹擾生物除磷過程的判斷，如鐵鹽陳磷時產(chan) 生的鐵磷沉澱和氫氧化鐵，厭氧時氧化還原電位降低使Fe3+還原成Fe2+，鐵磷沉澱溶解放出磷，好氧時又形成鐵磷沉澱而去除汙水中的磷，氫氧化鐵也會(hui) 吸附磷酸根。國內(nei) 外研究中有對汙泥中磷的賦存形態進行分級提取、用汙泥中PHA含量的變化表征生物除磷能力以區分生物除磷和化學除磷的報道。同步除磷時汙水中磷的變化已經不能用於(yu) 指示生物除磷，需要尋求新的參數。聚磷菌胞內(nei) 的聚合磷酸鹽(聚磷)帶負電荷，Mg2+、K+作為(wei) 聚磷的反離子以穩定結構、維持細胞中性，反離子與(yu) 正磷酸鹽同時釋放、吸收，且Mg/P、K/P摩爾比為(wei) 常數，因此本研究以鉀離子的變化來表征生物除磷能力，探討除磷劑對聚磷菌厭氧釋磷、好氧吸磷過程的影響，將有助於(yu) 同步除磷的優(you) 化控製。

1材料與(yu) 方法

1.1試驗裝置與(yu) 試驗用水

試驗采用SBR反應器，總容積36L，有效容積30L，排除比0.5，每周期的運行工況為(wei) 厭氧1h，曝氣4h，沉澱0.5h，運行由時間控製器控製，每天運行3周期。厭氧時用攪拌槳攪拌，好氧時用粘砂頭曝氣，DO控製在2～3mg/L。接種汙泥取自武漢科技大學汙水處理站，SRT為(wei) 10d，反應器中MLSS3500mg/L左右。

化學汙泥對生物除磷的影響采用燒杯試驗(0～5#)，容積1L的燒杯，由六聯電動攪拌器、曝氣粘砂頭和時間控製器構造厭氧/好氧環境，運行程序與(yu) 前述SBR反應器相同。

試驗用水取自武漢科技大學汙水處理站，為(wei) 生活汙水，COD250～400mg/L，TN35～75mg/L，氨氮25～50mg/L，PO4^3--P6～9mg/L。

1.2試驗方法

同步除磷:前期優(you) 選試驗已經確定硫酸亞(ya) 鐵為(wei) 除磷劑，曝氣3h末按Fe/P摩爾比=1.5:1投加可使出水TP小於(yu) 0.5mg/L，達到汙水排放一級A標準。從(cong) SBR反應器中取混合液至1L燒杯(5#)中，厭氧1h，曝氣3h末投加硫酸亞(ya) 鐵0.15mmol/L，投藥後再曝氣1h，沉澱0.5h，連續投加多個(ge) 周期，進行同步除磷。

化學汙泥對生物除磷的影響試驗:投加硫酸亞(ya) 鐵後，Fe2+部分被氧化為(wei) Fe3+，藥劑以沉澱的形式包裹在活性汙泥外層，沉澱的成分複雜，主要有羥基磷酸鐵、磷酸鐵、Fe(OH)3、多核羥基絡合物等，因此采用化學純磷酸鐵、氫氧化鐵來模擬化學汙泥對聚磷菌釋磷/吸磷過程的影響。純生物除磷時，SBR好氧末的TP濃度為(wei) 2.3~3.7mg/L(即0.075~0.12mmol/L)，化學輔助除磷針對的就是這部分生物處理後的剩餘(yu) 磷，並且考慮化學沉澱隨剩餘(yu) 汙泥排出和在汙泥中的累積，將FePO4的投加量定為(wei) 0.075mmol/L(1#)，0.15mmol/L(2#)，Fe(OH)3的投加量定為(wei) 0.05mmol/L(3#)，0.10mmol/L(4#)，進水結束後立即投加至反應器內(nei) ，不投藥的反應器作為(wei) 對照組(0#)。

1.3測試項目與(yu) 方法

水樣經0.45μm濾膜過濾後測定，PO43--P采用鉬銻抗分光光度法測定，K+采用離子計測定(雷磁PXS-270)。

觀察鉀離子對生物除磷的指示作用、同步除磷的特性、磷酸鐵沉澱/氫氧化鐵對生物除磷的影響，得出結論：

(1)鉀離子可用於(yu) 指示生物除磷，K/P摩爾比與(yu) 進水鉀離子濃度有較好的正相關(guan) 性。

(2)好氧末投藥進行同步除磷時，投藥後的1h聚磷菌因無法獲得磷源而停止吸磷。連續投加藥劑，聚磷菌的厭氧釋磷量、好氧吸磷量均降低。建議化學輔助除磷時改變連續投藥為(wei) 間歇投藥。

(3)係統中磷酸鐵沉澱含量0.075mmol/L時，聚磷菌的釋磷量、吸磷量分別高於(yu) 對照組27%、23%，生物除磷得到強化。磷酸鐵含量為(wei) 0.15mmol/L時，聚磷菌的釋磷量與(yu) 對照組相等，但吸磷量低於(yu) 對照組6%。含量增加對聚磷菌吸磷的抑製作用強於(yu) 對釋磷的抑製作用。生物汙泥對磷酸鐵的溶解/再沉澱有影響，並且對低濃度、高濃度磷酸鐵的作用過程不同。

(4)氫氧化鐵對聚磷菌厭氧釋磷和好氧初期吸磷有抑製作用，氫氧化鐵含量由0.05mmol/L增至0.10mmol/L時，其對聚磷菌厭氧釋磷量的抑製程度由19%增至26%，對好氧第1小時吸磷的抑製程度由20%增至39%。含量增加對聚磷菌吸磷的抑製作用更大。

(5)磷酸鐵在厭氧和好氧初期有溶解，聚磷菌釋放的磷一部分被氫氧化鐵吸附。