不同水质条件下倒置、常规A2/O工艺活性差异对比研究

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[摘要]本文通过人工配水研究倒置、常规A2/O工艺在进水CODCr为360mg/L且VFAs比例为60%条件下脱氢酶活性和电子传递体系活性的差异，探究两种工艺脱氮除磷能力的差异的原因。

[关键词]倒置 常规A2/O工艺 脱氢酶活性 电子传递体系活性

[中图分类号] P592 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-2-263-1

0引言

传统的生物脱氮除磷工艺存在着诸多矛盾，诸如厌氧释磷反与硝化脱氮对碳源竞争、硝酸盐回流影响厌氧释磷等。张波[1]教授进行了生物脱氮除磷工艺厌氧、缺氧环境倒置效应等大量研究工作后，根据对试验现象的分析，结合对生物脱氮除磷规律的认识，提出了倒置A2/O工艺。该工艺将缺氧、厌氧环境倒置，形成缺氧/厌氧/好氧的工艺形式，并取消了常规A2/O工艺中存在的硝化液内回流，并适当加大了污泥回流比。自倒置A2/O工艺提出以来，大量试验和工程实际运行结果表明，倒置A2/O工艺具有高效污水生物脱氮除磷能力，该工艺相对于常规A2/O工艺具有明显的优点。

1实验材料和方法

1.1实验装置及水质条件

本文实验分别采用倒置A2/O工艺与常规A2/O工艺两套平行对比运行的连续流小试实验系统，两系统有效容积均为64L，缺氧/厌氧/好氧各区段有效体积比为1：1：2，各区用隔板隔断，交错开孔以免水力短流。用各区段局部完全混合、沿程推流的反应形式。非曝气段采用机械搅拌方式保持污泥混合均匀，曝气段采用砂芯曝气头直接曝气，好氧区DO控制在1.0～3.0mg/L之间，实验期间，反应温度控制在20℃-25℃之间。两套平行的试验装置处理相同VFAs比例[2]的合成废水。为了方便取样和分析，小试系统活性污泥驯化完成后，由系统好氧区末端取混合污泥进行静态烧杯实验。

1.2烧杯实验方法

静态过程实验具体实验方法为：在连续流小试系统好氧区末端取5L活性污泥混合液，静置沉淀后弃去部分上清液，加入进水补足并混合均匀。采用换水率1/2，搅拌3h，曝气3h。倒置系统为搅拌一开始加入一定浓度硝酸盐氮，使系统形成缺氧/厌氧/好氧交替的环境；常规系统为搅拌1.5h时加入相同浓度的硝酸盐氮，使系统形成厌氧/缺氧/好氧交替的环境。好氧期间每隔30min取样测定反应微生物能量代谢活性的TTC-DHA、INT-ETS等指标。

1.3水质指标的分析方法

本文采用脱氢酶（DHA）活性、电子传递体系（ETS）活性作为两系统代谢活性的指标，由于实验采用TTC和INT作为人工电子受氢体来测定微生物的DHA和ETS活性，以下分别用TTC-DHA和INT-ETS代表脱氢酶活性及电子传递体系活性。实验中INT-DHA和TTC-ETS的测定与尹军[3，4]文献中的方法相同。

2实验结果与讨论

60%VFAs/CODCr比例条件下两系统微生物代谢活性变化：

废水生化处理过程的实质是酶促反应过程，有机物在微生物酶的催化作用下进行一系列氧化还原反应。脱氢酶是一类蛋白质，是呼吸链的主干酶系。DHA很大程度上反应了生物体的活性状态，能准确和灵敏得表征生物体对其基质的降解能力的强弱。

由图1可知，倒置系统中微生物脱氢酶活性最大值和平均值分别为10.45mgTF/（gVSS・h）和9.66mgTF/（gVSS・h），常规a2/O工艺系统中微生物脱氢酶活性最大值和平均值分别为9.58mgTF/（gVSS・h）和9.02mgTF/（gVSS・h）。倒置系统脱氢酶活性最大值较常规系统提高9.08%，且好氧前期倒置系统脱氢酶活性到达最大值时间较常规系统提前0.5h。说明在进水碳源适中且VFAs比例适中的条件下，倒置系统对污染物的降解能力明显强于常规系统。

由图2可以知，倒置系统中微生物电子传递体系活性最大值和平均值分别为225.04mgTF/（gVSS・h）和180.22mgTF/（gVSS・h），常规系统中微生物电子传递体系活性最大值和平均值分别为141.99mgTF/（gVSS・h）和129.66mgTF/（gVSS・h）。倒置系统电子传递体系活性最大值和平均值均比常规系统明显高，倒置系统电子传递体系活性最大值和平均值较常规系统分别提高58.5%和39.0%。由此说明，在进水碳源适中且VFAs比例适中的条件下，倒置系统活性微生物量比常规系统要多得多，其对有机物代谢能力明显强于常规系统。

3结论与展望

在进水碳源适中且VFAs比例为60%的条件下，倒置系统的脱氢酶活性和电子传递体系活性均比常规系统明显提高，尤其是电子传递体系活性，说明在该水质条件下，倒置系统对氨氮及有机物的降解能力较常规系统优。这与小试系统中及静态过程实验该水质条件下倒置系统对有机物和氮磷去除能力较常规系统强一致。

参考文献

[1]张波，高庭耀.倒置A2/O工艺的原理与特点研究[J].中国给水排水，2000，16（7）：11-15.

[2]刘艳玲，任南琪，刘敏等.气象色谱法分析厌氧反应器中的挥发性脂肪酸（VFA）[J].哈尔滨建筑大学学报，2000，（33）：31-33.

[3]尹军，谭学军，任南琪.用TTC与INT-电子传递体系活性表征重金属对活性污泥的影响[J].环境科学，2005，（26）：56-60.

[4]袁磊，毕学军.铁盐对活性污泥微生物DHA与ETS活性的影响研究[J].环境工程，2001，28（6）：97-99.