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摘要：随着工农业生产的发展，人口的增长，造成水资源严重紧缺，也遭到多种来源的污染。废水对水资源的污染已引起人们极大的关注。废水处理中广为采用的活性污泥法可去除废水中大部分有机污染物和一部分氮磷营养物，殘留的氮磷随出水进入水体并给环境造成富营养化等危害。因此，废水中氮磷的处理已成为当前废水处理的热点和难点。本文在国内外活性污泥法脱氮除磷研究现状的基础上，结合生物除磷机理，驯化培养聚磷菌占优势的活性污泥进行除磷研究。研究了BOD：负荷、厌氧时间、pH值、厌氧好氧交替频率、温度等对活性污泥法除磷效果的影响。对不同工况下活性污泥法除磷数据进行处理，建立了活性污泥法除磷厌氧段磷释放模型、好氧段磷吸收模型、活性污泥种群增长模型和活性污泥法除磷动力学模型。在实验研究基础上，对活性污泥法高性能除磷方法进行了分析研究。
关键词：活性污泥法；除磷影响因素；研究
引言
在很长一段时间内，我国的工业废水排放标准都是BOD和SS，但是，随着我国工业产业化的进一步发展，随着化肥农药的普遍使用，工业废水中的磷含量逐渐增加，而大量的磷在进入水体后，就会使得水体的富营养化较为严重。虽然影响水体富营养化的元素较多，但是只有磷是最主要的限制因素，其中的碳与氮能够从空气中吸收。只有水体中的磷含量达到一定程度时，氮元素才会成为影响水体富营养化的限制元素。因此，将工业废水中的磷去除能够有效的避免水体富氧化。而废水中含有的磷浓度与水质条件有着直接关系，比如皮革废水中就没有磷元素，而是以COD和重金属铬为主。而对于普通的生活废水来说，其中的磷浓度也并不一致，在对部分生活污水厂的磷浓度进行监测后发现，进水中含有的磷浓度大约在0.92～9.5mg/L，其中的差异较大。而养殖废水中的磷浓度则在101～245mg/L，平均浓度大约为171mg/L。现阶段，工作人员主要是利用以下几种方法除磷，其一，借由正磷酸盐与金属盐进行反应后生成的沉淀来去除磷。其二，建立人工生态系统来去除磷。其三，通过微生物的厌氧反应来释放磷，通过微生物的好氧反应来大量吸磷，并通过对剩余污泥的排放来达到去除磷的目标。这种方法也是当前使用最多的除磷方法。其优势在于经济性与环保性，在这一除磷的过程中并不会对生态环境造成二次污染。下文就将进行试验，对废水中的硝酸盐、硫化物、碳源及活性污泥的存放时间对生物除磷的影响进行研究。
1活性污泥法除磷影响因素
1.1存放时间及有无碳源对活性污泥好氧吸磷的影响
通过实验可知，碳源是影响活性污泥在好氧过程中对磷的吸收的重要因素。活性污泥在存放时，极易出现厌氧环境，这时活性污泥就能够将反应器中的小分子有机物进行同化，让其转为PHB，并实现对细胞原生质中的聚磷的释放，提高除磷效果。同时，由于微生物能够将內碳源作为能源来进行好氧大量吸磷，在进行重复时，碳源的不足还会对微生物的活性造成不利影响，进而导致活性污泥的吸磷效果逐渐降低，将这一结果与有碳源的情况进行对比，对磷的吸收差异较大。此外，存放时间较长等活性污泥在进行反复吸磷后，受到缺乏营养物质的影响，导致微生物的代谢较慢，对其活性造成影响。将活性污泥存放一段时间后，能够有效的提高除磷效果。
1.2不同浓度硫化物对活性污泥释磷的影响
在对活性污泥进行曝气吸磷时，溶液中的含磷总量在初始阶段为22.47mg/L，在经过4个小时的曝气后，其含磷浓度降为0.8mg/L，在活性污泥完成吸磷反应后，对其进行不同浓度硫化物的滴加。在本次试验中，使用的均为人工模拟废水，由于没有在废水中添加碳源，因此，没有添加硫化物的溶液相对释磷量较小，而滴加了不同浓度硫化物的溶液在释磷方面的量也不一致，这就可以反映出硫化物对微生物的活性有着重要影响。当硫化物的浓度达到280mg/L时，其对微生物的影响最大，这时微生物的正常结构会受到破坏，使得微生物的活性受到影响，进而将好氧阶段吸收到的磷全部释放。而当硫化物的浓度小于50mg/L时，对微生物的活性影响较小，会有不同量磷的释放。
1.3不同存放时间和碳源对活性污泥的吸磷和释磷的影响
采用烧杯试验研究不同存放时间及有无碳源对活性污泥吸磷和释磷的影响。对活性污泥进行预处理，然后沉降30min，倒去上清液；然后量取活性污泥900mL，加2100mL人工配制的含磷废水，将剩下的活性污泥分别存放24h和48h后继续做吸磷试验。取部分处理过的活性污泥做碳源对吸磷的影响，试验中碳源采用蔗糖，COD浓度为100mg/L，每次试验活性污泥重复5个周期，并在每个周期取一定体积的混合液过滤，取滤液测TP，研究不同存放时间和有无碳源对活性污泥吸磷和释磷的影响。
2活性污泥法除磷的实验步骤
2.1活性污泥反硝化吸磷
通过进行小实验来对活性污泥反硝化吸磷进行研究。第一步，利用同温蒸馏水对来自曝气池末端的活性污泥进行8次淘洗，对淘洗好的活性污泥进行30分钟的沉淀，在去除上清液后，对活性污泥进行量取，取1500ml的活性污泥。第二步，将量取的1500ml活性污泥分为两组，每组各750ml的活性污泥，同时，向其中一组已曝过氮气的水中添加适量的NO-3、COD和PO3-4，体积达到1750ml。第三步，向另一种也曝过氮气的水中只添加等量的PO3-4，而不进行硝酸盐的添加，最终确保其体积同样达到1750ml。第四步，将分配好的活性污泥分别添加入这两组配制好的污水中，这时每组污水的总体积均为2500ml，再对两组污水进行均匀搅拌，让其中的物质能够充分反映后，将其密封，同时充入氮气，使它们能够处于缺氧环境中。第五步，从搅拌均匀的混合液中进行污泥浓度的测试，并按照一定时间的间隔，对固定体积的混合液进行过滤，对过滤好的溶液进行NO-3与TP浓度的测试，对活性污泥反硝化吸磷的过程进行研究与分析。
2.2静态释磷
待反应器在设定的不同工况下运行达到稳定后，取适量SBR池中好氧阶段的活性污泥，用一级水进行漂洗多次，以去除混合液中的过量的磷和存在的碳源，将适量的污水倒入3L的广口瓶中，再将漂洗过的污泥适量倒入3L广口瓶中，使混合液体积为3L，污泥的质量浓度为2g/L，用搅拌器进行搅拌，控制水温、pH等参数，厌氧时间为100min，做3～5次重复性实验，需先扣除混合液初始PO43--P含量，释磷初始设为0，多次实验测定的平均值构成的曲线为最终释磷曲线。
结语
（1）在氧化沟水处理工艺中存在部分聚磷菌能以硝酸盐作为电子受体，能在反硝化时同时进行吸磷，但这种聚磷菌的吸磷效率较低。（2）在缺氧过程中，反应器中硫化物的存在会对反应器中微生物的活性产生抑制，浓度越高这种抑制作用越明显，尤其是浓度为280mg/L时，微生物的结构遭到破坏，微生物失活会出现大量释磷现象。因此，适当控制反应器中硫化物的浓度，保持微生物活性有利于生物除磷。（3）碳源是影响活性污泥除磷的一个重要因素，反应器中适量的碳源能够进行反复吸磷，而且后期的吸磷量较稳定，碳源的匮乏，会使活性污泥的吸磷量逐渐降低。同时在碳源存在的条件下，延长活性污泥的存放时间对前期活性污泥的吸磷效果较好，随着活性污泥反复吸磷过程的进行，这种吸磷效果会降低，因此，活性污泥适当的存放时间，会有利于活性污泥的过量吸磷。
参考文献：
[1]黄晟，吴慧英，陈建红.城市污水除磷中的有关问题[J].重庆环境科学，2016，23（5）：39-42.
[2]尹军.污水除磷若干影响因素分析[J].环境工程学报，2017，1（4）：6-11.
[3]张颖，邓良伟.废水中磷的去除研究进展[J].中国沼气，2015，23（3）：11-14.
[4]沈烨冰.A2/O工艺抗负荷波动能力及优化脱氮除磷的研究[D].贵阳：贵州师范大学，2016.
[5]王亮.规模化猪场养殖废水高效脱氮除磷技术探究[D].杭州：浙江大学，2015.
关键词：活性污泥法；除磷影响因素；研究
引言
在很长一段时间内，我国的工业废水排放标准都是BOD和SS，但是，随着我国工业产业化的进一步发展，随着化肥农药的普遍使用，工业废水中的磷含量逐渐增加，而大量的磷在进入水体后，就会使得水体的富营养化较为严重。虽然影响水体富营养化的元素较多，但是只有磷是最主要的限制因素，其中的碳与氮能够从空气中吸收。只有水体中的磷含量达到一定程度时，氮元素才会成为影响水体富营养化的限制元素。因此，将工业废水中的磷去除能够有效的避免水体富氧化。而废水中含有的磷浓度与水质条件有着直接关系，比如皮革废水中就没有磷元素，而是以COD和重金属铬为主。而对于普通的生活废水来说，其中的磷浓度也并不一致，在对部分生活污水厂的磷浓度进行监测后发现，进水中含有的磷浓度大约在0.92～9.5mg/L，其中的差异较大。而养殖废水中的磷浓度则在101～245mg/L，平均浓度大约为171mg/L。现阶段，工作人员主要是利用以下几种方法除磷，其一，借由正磷酸盐与金属盐进行反应后生成的沉淀来去除磷。其二，建立人工生态系统来去除磷。其三，通过微生物的厌氧反应来释放磷，通过微生物的好氧反应来大量吸磷，并通过对剩余污泥的排放来达到去除磷的目标。这种方法也是当前使用最多的除磷方法。其优势在于经济性与环保性，在这一除磷的过程中并不会对生态环境造成二次污染。下文就将进行试验，对废水中的硝酸盐、硫化物、碳源及活性污泥的存放时间对生物除磷的影响进行研究。
1活性污泥法除磷影响因素
1.1存放时间及有无碳源对活性污泥好氧吸磷的影响
通过实验可知，碳源是影响活性污泥在好氧过程中对磷的吸收的重要因素。活性污泥在存放时，极易出现厌氧环境，这时活性污泥就能够将反应器中的小分子有机物进行同化，让其转为PHB，并实现对细胞原生质中的聚磷的释放，提高除磷效果。同时，由于微生物能够将內碳源作为能源来进行好氧大量吸磷，在进行重复时，碳源的不足还会对微生物的活性造成不利影响，进而导致活性污泥的吸磷效果逐渐降低，将这一结果与有碳源的情况进行对比，对磷的吸收差异较大。此外，存放时间较长等活性污泥在进行反复吸磷后，受到缺乏营养物质的影响，导致微生物的代谢较慢，对其活性造成影响。将活性污泥存放一段时间后，能够有效的提高除磷效果。
1.2不同浓度硫化物对活性污泥释磷的影响
在对活性污泥进行曝气吸磷时，溶液中的含磷总量在初始阶段为22.47mg/L，在经过4个小时的曝气后，其含磷浓度降为0.8mg/L，在活性污泥完成吸磷反应后，对其进行不同浓度硫化物的滴加。在本次试验中，使用的均为人工模拟废水，由于没有在废水中添加碳源，因此，没有添加硫化物的溶液相对释磷量较小，而滴加了不同浓度硫化物的溶液在释磷方面的量也不一致，这就可以反映出硫化物对微生物的活性有着重要影响。当硫化物的浓度达到280mg/L时，其对微生物的影响最大，这时微生物的正常结构会受到破坏，使得微生物的活性受到影响，进而将好氧阶段吸收到的磷全部释放。而当硫化物的浓度小于50mg/L时，对微生物的活性影响较小，会有不同量磷的释放。
1.3不同存放时间和碳源对活性污泥的吸磷和释磷的影响
采用烧杯试验研究不同存放时间及有无碳源对活性污泥吸磷和释磷的影响。对活性污泥进行预处理，然后沉降30min，倒去上清液；然后量取活性污泥900mL，加2100mL人工配制的含磷废水，将剩下的活性污泥分别存放24h和48h后继续做吸磷试验。取部分处理过的活性污泥做碳源对吸磷的影响，试验中碳源采用蔗糖，COD浓度为100mg/L，每次试验活性污泥重复5个周期，并在每个周期取一定体积的混合液过滤，取滤液测TP，研究不同存放时间和有无碳源对活性污泥吸磷和释磷的影响。
2活性污泥法除磷的实验步骤
2.1活性污泥反硝化吸磷
通过进行小实验来对活性污泥反硝化吸磷进行研究。第一步，利用同温蒸馏水对来自曝气池末端的活性污泥进行8次淘洗，对淘洗好的活性污泥进行30分钟的沉淀，在去除上清液后，对活性污泥进行量取，取1500ml的活性污泥。第二步，将量取的1500ml活性污泥分为两组，每组各750ml的活性污泥，同时，向其中一组已曝过氮气的水中添加适量的NO-3、COD和PO3-4，体积达到1750ml。第三步，向另一种也曝过氮气的水中只添加等量的PO3-4，而不进行硝酸盐的添加，最终确保其体积同样达到1750ml。第四步，将分配好的活性污泥分别添加入这两组配制好的污水中，这时每组污水的总体积均为2500ml，再对两组污水进行均匀搅拌，让其中的物质能够充分反映后，将其密封，同时充入氮气，使它们能够处于缺氧环境中。第五步，从搅拌均匀的混合液中进行污泥浓度的测试，并按照一定时间的间隔，对固定体积的混合液进行过滤，对过滤好的溶液进行NO-3与TP浓度的测试，对活性污泥反硝化吸磷的过程进行研究与分析。
2.2静态释磷
待反应器在设定的不同工况下运行达到稳定后，取适量SBR池中好氧阶段的活性污泥，用一级水进行漂洗多次，以去除混合液中的过量的磷和存在的碳源，将适量的污水倒入3L的广口瓶中，再将漂洗过的污泥适量倒入3L广口瓶中，使混合液体积为3L，污泥的质量浓度为2g/L，用搅拌器进行搅拌，控制水温、pH等参数，厌氧时间为100min，做3～5次重复性实验，需先扣除混合液初始PO43--P含量，释磷初始设为0，多次实验测定的平均值构成的曲线为最终释磷曲线。
结语
（1）在氧化沟水处理工艺中存在部分聚磷菌能以硝酸盐作为电子受体，能在反硝化时同时进行吸磷，但这种聚磷菌的吸磷效率较低。（2）在缺氧过程中，反应器中硫化物的存在会对反应器中微生物的活性产生抑制，浓度越高这种抑制作用越明显，尤其是浓度为280mg/L时，微生物的结构遭到破坏，微生物失活会出现大量释磷现象。因此，适当控制反应器中硫化物的浓度，保持微生物活性有利于生物除磷。（3）碳源是影响活性污泥除磷的一个重要因素，反应器中适量的碳源能够进行反复吸磷，而且后期的吸磷量较稳定，碳源的匮乏，会使活性污泥的吸磷量逐渐降低。同时在碳源存在的条件下，延长活性污泥的存放时间对前期活性污泥的吸磷效果较好，随着活性污泥反复吸磷过程的进行，这种吸磷效果会降低，因此，活性污泥适当的存放时间，会有利于活性污泥的过量吸磷。
参考文献：
[1]黄晟，吴慧英，陈建红.城市污水除磷中的有关问题[J].重庆环境科学，2016，23（5）：39-42.
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[4]沈烨冰.A2/O工艺抗负荷波动能力及优化脱氮除磷的研究[D].贵阳：贵州师范大学，2016.
[5]王亮.规模化猪场养殖废水高效脱氮除磷技术探究[D].杭州：浙江大学，2015.