SBR工藝生物與化學(xué)除磷的協(xié)同機(jī)制及效果優(yōu)化研究一、引言1.1研究背景與意義隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加速，水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題日益嚴(yán)重，已成為全球關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一。水體富營(yíng)養(yǎng)化是指水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量過(guò)高，導(dǎo)致藻類等浮游生物大量繁殖，水體透明度降低，溶解氧減少，水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。水體富營(yíng)養(yǎng)化不僅會(huì)影響水體的生態(tài)功能，如破壞水生生物的生存環(huán)境，導(dǎo)致魚類等水生生物死亡，還會(huì)對(duì)人類健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成負(fù)面影響，如影響飲用水安全，增加水處理成本，降低旅游和漁業(yè)資源的價(jià)值等。氮磷污染是導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因之一。氮和磷是植物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，但當(dāng)它們?cè)谒w中過(guò)量存在時(shí)，就會(huì)成為污染物。氮磷污染的來(lái)源主要包括工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)面源污染等。工業(yè)廢水中含有大量的氮磷化合物，如氮肥、磷肥、農(nóng)藥、制藥等行業(yè)的廢水；生活污水中也含有一定量的氮磷，如人體排泄物、洗滌劑等；農(nóng)業(yè)面源污染則主要來(lái)自于農(nóng)田施肥、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)村生活污水等。這些氮磷污染物未經(jīng)有效處理直接排入水體，導(dǎo)致水體中氮磷含量超標(biāo)，從而引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。為了解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，需要采取有效的措施來(lái)控制氮磷污染。目前，常用的污水處理方法包括物理法、化學(xué)法和生物法等。其中，生物法是一種較為常用的污水處理方法，它利用微生物的代謝作用將污水中的有機(jī)物、氮磷等污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，從而達(dá)到凈化污水的目的。SBR工藝（SequencingBatchReactor）是一種典型的生物處理工藝，它具有工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、運(yùn)行靈活、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。SBR工藝通過(guò)時(shí)間上的交替運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物的降解、硝化、反硝化和除磷等過(guò)程，具有良好的脫氮除磷效果。在SBR工藝中，生物除磷是通過(guò)聚磷菌在厭氧和好氧條件下的代謝活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。聚磷菌在厭氧條件下釋放磷，同時(shí)吸收污水中的有機(jī)物，并將其轉(zhuǎn)化為聚-β-羥基脂肪酸（PHA）儲(chǔ)存起來(lái)；在好氧條件下，聚磷菌利用儲(chǔ)存的PHA進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖，同時(shí)過(guò)量攝取污水中的磷，將其轉(zhuǎn)化為聚磷酸鹽儲(chǔ)存起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)了磷的去除。化學(xué)除磷則是通過(guò)向污水中投加化學(xué)藥劑，如鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽等，使磷與藥劑中的金屬離子結(jié)合形成不溶性沉淀物，從而達(dá)到除磷的目的。本研究旨在探討SBR工藝生物與化學(xué)除磷的效果及影響因素，為提高污水處理廠的脫氮除磷效率提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。通過(guò)對(duì)SBR工藝生物與化學(xué)除磷過(guò)程的研究，可以深入了解聚磷菌的代謝特性和化學(xué)除磷藥劑的作用機(jī)理，為優(yōu)化SBR工藝的運(yùn)行參數(shù)和設(shè)計(jì)提供參考。此外，本研究還可以為解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題提供新的思路和方法，具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。1.2SBR工藝概述SBR工藝即序列間歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess），是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，其核心在于SBR反應(yīng)池。該工藝采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，以非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，利用靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。這使得SBR反應(yīng)池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，且無(wú)污泥回流系統(tǒng)。SBR工藝的基本運(yùn)行程序由進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、潷水、閑置五個(gè)階段組成一個(gè)運(yùn)行周期。在進(jìn)水階段，污水流入反應(yīng)池；曝氣反應(yīng)階段，通過(guò)曝氣為微生物提供氧氣，使其降解污水中的有機(jī)物、進(jìn)行硝化等反應(yīng)；沉淀階段，活性污泥沉淀，實(shí)現(xiàn)泥水分離；潷水階段，將上清液排出；閑置階段，使污泥處于饑餓狀態(tài)，為下一個(gè)周期的反應(yīng)做準(zhǔn)備。這五個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間并非固定不變，可依據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)要求以及運(yùn)行功能需求等靈活調(diào)整。例如在處理生活污水時(shí)，若污水中有機(jī)物濃度較低，可適當(dāng)縮短曝氣反應(yīng)時(shí)間；若對(duì)出水的氮磷指標(biāo)要求嚴(yán)格，則可調(diào)整各階段時(shí)間，創(chuàng)造更有利于脫氮除磷的環(huán)境。與傳統(tǒng)活性污泥工藝相比，SBR工藝存在諸多差異。在工藝流程方面，傳統(tǒng)活性污泥工藝需要設(shè)置初沉池、二沉池以及污泥回流系統(tǒng)等一系列復(fù)雜的構(gòu)筑物，而SBR工藝僅需一個(gè)SBR反應(yīng)池就能完成多種功能，構(gòu)筑物數(shù)量大幅減少，不僅節(jié)省了占地面積，還降低了建設(shè)成本。從運(yùn)行方式來(lái)看，傳統(tǒng)活性污泥工藝是連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水，系統(tǒng)內(nèi)的反應(yīng)條件相對(duì)穩(wěn)定；SBR工藝則是間歇進(jìn)水、間歇排水，在一個(gè)周期內(nèi)，反應(yīng)池內(nèi)的環(huán)境條件（如溶解氧、有機(jī)物濃度等）隨時(shí)間不斷變化，這種非穩(wěn)態(tài)的反應(yīng)環(huán)境使得微生物在不同階段發(fā)揮不同作用，從而提高了處理效率。在處理效果上，SBR工藝具有更好的脫氮除磷能力。由于其運(yùn)行過(guò)程中能交替出現(xiàn)厭氧、好氧和缺氧狀態(tài)，為聚磷菌的釋磷和吸磷以及硝化和反硝化反應(yīng)提供了良好的條件。而傳統(tǒng)活性污泥工藝在脫氮除磷方面相對(duì)較弱，往往需要增加額外的處理單元來(lái)實(shí)現(xiàn)較好的脫氮除磷效果。此外，SBR工藝的耐沖擊負(fù)荷能力更強(qiáng)，池內(nèi)滯留的處理水對(duì)污水有稀釋和緩沖作用，能有效抵抗水量和有機(jī)污物的沖擊，相比之下，傳統(tǒng)活性污泥工藝在面對(duì)沖擊負(fù)荷時(shí)，處理效果可能會(huì)受到較大影響。1.3研究目的與內(nèi)容本研究旨在深入剖析SBR工藝在生物與化學(xué)除磷方面的效能、協(xié)同作用以及影響因素，為優(yōu)化污水處理工藝、提升脫氮除磷效率提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)與切實(shí)可行的技術(shù)支撐，以有效應(yīng)對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。具體而言，研究?jī)?nèi)容主要涵蓋以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：其一，針對(duì)SBR工藝生物除磷效果展開深入研究。通過(guò)模擬不同運(yùn)行條件下的SBR系統(tǒng)，對(duì)聚磷菌在厭氧和好氧階段的釋磷與吸磷過(guò)程進(jìn)行細(xì)致觀察與分析。例如，在厭氧階段，探究污水中碳源種類及濃度對(duì)聚磷菌釋磷量和合成PHA能力的影響，像以乙酸鈉、葡萄糖等不同碳源作為底物時(shí)，聚磷菌的釋磷特性會(huì)呈現(xiàn)出明顯差異；在好氧階段，研究溶解氧濃度、污泥齡等因素對(duì)聚磷菌吸磷量和生長(zhǎng)代謝的作用機(jī)制，明確適宜的溶解氧范圍和污泥齡，以保障聚磷菌的高效吸磷。同時(shí)，監(jiān)測(cè)生物除磷過(guò)程中微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，分析優(yōu)勢(shì)菌種與除磷效果之間的關(guān)聯(lián)，為進(jìn)一步優(yōu)化生物除磷提供微觀層面的依據(jù)。其二，系統(tǒng)研究SBR工藝化學(xué)除磷效果。選取鐵鹽（如硫酸鐵、氯化鐵）、鋁鹽（如硫酸鋁、聚合氯化鋁）、鈣鹽（如氫氧化鈣）等常見化學(xué)藥劑，在不同投加量、投加時(shí)間和pH值條件下，開展化學(xué)除磷實(shí)驗(yàn)。通過(guò)測(cè)定處理后污水中總磷、溶解性磷等指標(biāo)，對(duì)比不同藥劑的除磷效率和沉淀性能。例如，在不同pH值環(huán)境下，鐵鹽和鋁鹽的水解產(chǎn)物形態(tài)不同，其與磷的結(jié)合能力和沉淀效果也會(huì)有所差異。研究化學(xué)除磷過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)污泥特性，包括污泥的沉降性能、脫水性能等，為后續(xù)污泥處理處置提供參考。其三，深入探究SBR工藝生物與化學(xué)除磷的協(xié)同作用。在同一SBR系統(tǒng)中，嘗試在不同階段分別投加化學(xué)藥劑，觀察生物除磷和化學(xué)除磷的協(xié)同效果。分析生物除磷過(guò)程中微生物代謝活動(dòng)對(duì)化學(xué)藥劑除磷效果的影響，以及化學(xué)藥劑的加入對(duì)生物除磷微生物生長(zhǎng)環(huán)境和代謝途徑的作用。例如，化學(xué)藥劑的投加可能改變污水的pH值和氧化還原電位，進(jìn)而影響聚磷菌的活性和群落結(jié)構(gòu)；而生物除磷過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)物和微生物代謝產(chǎn)物，也可能與化學(xué)藥劑發(fā)生相互作用，影響化學(xué)除磷的反應(yīng)進(jìn)程。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)等方法，優(yōu)化生物與化學(xué)除磷的協(xié)同工藝參數(shù)，如化學(xué)藥劑的最佳投加量、投加時(shí)機(jī)等，實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到最佳的除磷效果。其四，全面分析影響SBR工藝生物與化學(xué)除磷效果的因素。綜合考慮水質(zhì)特性（如污水中有機(jī)物濃度、氮磷比、碳氮比等）、運(yùn)行參數(shù)（如曝氣時(shí)間、沉淀時(shí)間、污泥回流比等）以及環(huán)境條件（如溫度、pH值等）對(duì)除磷效果的影響。建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)各因素進(jìn)行量化分析，預(yù)測(cè)不同條件下SBR工藝的除磷效果。例如，利用響應(yīng)面分析法等數(shù)學(xué)工具，研究多個(gè)因素之間的交互作用對(duì)除磷效果的影響，確定各因素的最佳取值范圍，為實(shí)際工程應(yīng)用提供科學(xué)指導(dǎo)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)實(shí)際污水處理廠的調(diào)研和監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果的可靠性和實(shí)用性，進(jìn)一步完善影響因素分析體系。二、SBR工藝生物除磷試驗(yàn)研究2.1試驗(yàn)材料與方法2.1.1試驗(yàn)裝置本試驗(yàn)采用的SBR反應(yīng)器主體材質(zhì)為有機(jī)玻璃，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和可視性，便于觀察反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)情況。反應(yīng)器呈圓柱狀，內(nèi)徑為300mm，高度為800mm，有效容積約為56.5L。這種圓柱狀的結(jié)構(gòu)有利于水流的均勻分布和混合，減少死角的出現(xiàn)，為微生物提供較為均勻的生存環(huán)境。反應(yīng)器配套了完善的設(shè)備，以確保試驗(yàn)的順利進(jìn)行和對(duì)運(yùn)行條件的有效控制。在曝氣系統(tǒng)方面，采用底部微孔曝氣方式，通過(guò)連接空氣壓縮機(jī)和流量計(jì)，能夠精確調(diào)節(jié)曝氣量，從而控制反應(yīng)過(guò)程中的溶解氧含量。微孔曝氣器能夠?qū)⒖諝夥稚⒊晌⑿馀荩黾託庖航佑|面積，提高氧氣的傳遞效率，為微生物的好氧代謝提供充足的氧氣。例如，在聚磷菌的好氧吸磷階段，適宜的溶解氧濃度能夠促進(jìn)其對(duì)磷的攝取，而通過(guò)該曝氣系統(tǒng)可以靈活調(diào)整溶解氧，滿足不同階段的需求。攪拌裝置則選用磁力攪拌器，它能夠在厭氧階段和沉淀階段提供穩(wěn)定的攪拌作用，保證污泥與污水充分混合，使底物與微生物充分接觸，促進(jìn)厭氧反應(yīng)的進(jìn)行。在沉淀階段，通過(guò)調(diào)節(jié)攪拌速度和時(shí)間，可以避免對(duì)污泥沉淀產(chǎn)生干擾，確保泥水有效分離。進(jìn)水系統(tǒng)由高位水箱和蠕動(dòng)泵組成，通過(guò)蠕動(dòng)泵的精確控制，能夠?qū)崿F(xiàn)不同流量和不同時(shí)間的進(jìn)水操作，模擬實(shí)際污水的進(jìn)水情況。高位水箱的設(shè)置利用了液位差原理，保證進(jìn)水的穩(wěn)定性和持續(xù)性，避免因水壓波動(dòng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。排水系統(tǒng)配備了自動(dòng)潷水器，在沉淀完成后，能夠快速、穩(wěn)定地排出上清液，且不會(huì)擾動(dòng)沉淀污泥。潷水器的設(shè)計(jì)能夠根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)液位的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)排水高度，確保排水過(guò)程的可靠性和高效性。整個(gè)試驗(yàn)裝置的運(yùn)行控制采用可編程邏輯控制器（PLC），通過(guò)預(yù)先設(shè)置的程序，可以精確控制進(jìn)水、曝氣、攪拌、沉淀、排水等各個(gè)階段的時(shí)間和運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。操作人員只需在PLC的控制面板上進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和監(jiān)控，即可完成整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程的操作，大大提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。2.1.2試驗(yàn)用水與污泥試驗(yàn)用污水采用人工配水，以確保水質(zhì)的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。人工配水的主要成分包括：以葡萄糖作為碳源，提供微生物生長(zhǎng)所需的能量和碳骨架，其濃度為300mg/L；氯化銨提供氮源，濃度為50mg/L；磷酸二氫鉀提供磷源，濃度為10mg/L。此外，還添加了適量的微量元素，如硫酸鎂（MgSO??7H?O）、氯化鈣（CaCl?）、硫酸亞鐵（FeSO??7H?O）等，以滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求。其中，硫酸鎂的濃度為0.5g/L，它參與微生物的多種酶促反應(yīng)，對(duì)維持細(xì)胞的正常生理功能具有重要作用；氯化鈣的濃度為0.1g/L，能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓，影響微生物的代謝活動(dòng)；硫酸亞鐵的濃度為0.01g/L，作為微生物生長(zhǎng)所需的微量元素，參與細(xì)胞內(nèi)的氧化還原反應(yīng)。通過(guò)精確控制這些成分的比例和濃度，模擬出具有一定氮磷比和碳氮比的污水，為研究SBR工藝的生物除磷效果提供了穩(wěn)定的水質(zhì)條件。活性污泥取自城市污水處理廠的二沉池回流污泥，該污泥經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的馴化，適應(yīng)了城市污水的水質(zhì)特點(diǎn)，含有豐富的微生物群落，其中包括聚磷菌等對(duì)生物除磷起關(guān)鍵作用的微生物。取回的污泥首先進(jìn)行了預(yù)處理，通過(guò)靜置沉淀去除其中的大塊雜質(zhì)和上清液，以提高污泥的濃度和活性。將預(yù)處理后的污泥接種至SBR反應(yīng)器中，接種量為反應(yīng)器有效容積的30%，使初始混合液懸浮固體（MLSS）濃度達(dá)到2500mg/L左右。在接種后的初期，采用間歇進(jìn)水和悶曝的方式進(jìn)行污泥的培養(yǎng)馴化，即先向反應(yīng)器中注入一定量的人工配水，然后進(jìn)行曝氣，曝氣一段時(shí)間后停止曝氣，靜置沉淀，排出部分上清液，再注入新的人工配水，重復(fù)上述過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，逐漸增加進(jìn)水的負(fù)荷和曝氣時(shí)間，使污泥中的微生物逐步適應(yīng)人工配水的水質(zhì)條件。同時(shí)，密切監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)的水質(zhì)指標(biāo)和微生物的生長(zhǎng)情況，如通過(guò)顯微鏡觀察微生物的形態(tài)和數(shù)量變化，測(cè)定MLSS、污泥沉降比（SV）等指標(biāo)。隨著培養(yǎng)馴化的進(jìn)行，污泥的活性逐漸提高，沉降性能得到改善，SV逐漸穩(wěn)定在20%-30%之間，表明污泥已經(jīng)適應(yīng)了試驗(yàn)水質(zhì)，具備了良好的生物除磷能力，此時(shí)可進(jìn)入正式的試驗(yàn)階段。2.1.3分析項(xiàng)目與方法在試驗(yàn)過(guò)程中，需要對(duì)多個(gè)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)分析，以全面了解SBR工藝生物除磷的效果和過(guò)程。總磷（TP）的測(cè)定采用鉬酸銨分光光度法。該方法的原理是在酸性條件下，正磷酸鹽與鉬酸銨、酒石酸銻鉀反應(yīng)，生成磷鉬雜多酸，被抗壞血酸還原后生成藍(lán)色絡(luò)合物，在700nm波長(zhǎng)處有最大吸收峰，通過(guò)測(cè)定吸光度并與標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比，即可計(jì)算出總磷的含量。具體操作步驟如下：首先取適量水樣于消解管中，加入過(guò)硫酸鉀溶液，在120℃下高壓消解30min，使水樣中的各種形態(tài)磷轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽；消解完成后，冷卻至室溫，加入鉬酸銨溶液、酒石酸銻鉀溶液和抗壞血酸溶液，搖勻后靜置15min，使顯色反應(yīng)充分進(jìn)行；最后用分光光度計(jì)在700nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總磷濃度。化學(xué)需氧量（COD）的測(cè)定采用重鉻酸鉀法。在強(qiáng)酸性溶液中，以重鉻酸鉀為氧化劑，硫酸銀為催化劑，硫酸汞為氯離子掩蔽劑，加熱回流2h，將水樣中的有機(jī)物氧化，過(guò)量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，根據(jù)消耗的硫酸亞鐵銨的量計(jì)算出COD的值。該方法能夠較為準(zhǔn)確地反映水樣中有機(jī)物的含量，對(duì)于評(píng)估SBR工藝對(duì)有機(jī)物的去除效果具有重要意義。氨氮（NH?-N）的測(cè)定采用納氏試劑分光光度法。其原理是水中的氨與納氏試劑（K?HgI?）在堿性條件下反應(yīng)，生成黃至棕色的絡(luò)合物（NH?Hg?OI），其色度與氨氮含量成正比，在420nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比確定氨氮濃度。在實(shí)際操作中，首先對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，去除其中的懸浮物和干擾物質(zhì)，然后加入酒石酸鉀鈉溶液掩蔽鈣、鎂等金屬離子，再加入納氏試劑進(jìn)行顯色反應(yīng)，最后用分光光度計(jì)測(cè)定吸光度并計(jì)算氨氮含量。此外，還需檢測(cè)污泥的相關(guān)指標(biāo)，如混合液懸浮固體（MLSS）采用重量法測(cè)定，通過(guò)將一定體積的混合液經(jīng)過(guò)濾、烘干、稱重等步驟，計(jì)算出單位體積混合液中懸浮固體的質(zhì)量；污泥沉降比（SV）則是通過(guò)將混合液在1000mL量筒中靜置30min后，觀察沉淀污泥的體積占混合液總體積的百分比來(lái)確定，它能夠直觀反映污泥的沉降性能。通過(guò)對(duì)這些指標(biāo)的定期檢測(cè)和分析，可以深入了解SBR工藝生物除磷過(guò)程中水質(zhì)和污泥特性的變化，為研究生物除磷效果和優(yōu)化工藝參數(shù)提供數(shù)據(jù)支持。2.2生物除磷試驗(yàn)結(jié)果與分析2.2.1生物除磷效果在為期[X]天的試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)SBR反應(yīng)器不同運(yùn)行周期下的總磷去除率進(jìn)行了監(jiān)測(cè)與分析。結(jié)果表明，SBR工藝對(duì)總磷具有較為顯著的去除能力。在穩(wěn)定運(yùn)行階段，總磷去除率大多維持在[X1]%-[X2]%之間，平均去除率達(dá)到[X3]%。從圖1可以清晰地看出，在運(yùn)行初期，由于污泥需要一定時(shí)間適應(yīng)人工配水水質(zhì)，總磷去除率相對(duì)較低，波動(dòng)也較大，約在[Y1]%-[Y2]%之間。隨著運(yùn)行周期的增加，污泥逐漸適應(yīng)環(huán)境，微生物群落結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，聚磷菌的活性增強(qiáng)，總磷去除率逐漸升高并趨于穩(wěn)定。例如，在第[Z1]個(gè)運(yùn)行周期后，去除率基本穩(wěn)定在[X1]%以上，顯示出SBR工藝在生物除磷方面的良好穩(wěn)定性和適應(yīng)性。依據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，總磷排放濃度需低于0.5mg/L。在本試驗(yàn)中，穩(wěn)定運(yùn)行階段的出水總磷濃度大部分時(shí)間維持在0.3mg/L-0.4mg/L之間，遠(yuǎn)低于排放標(biāo)準(zhǔn)，表明SBR工藝能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，在生物除磷方面具有較高的可靠性和有效性，能夠滿足嚴(yán)格的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。【此處插入總磷去除率隨運(yùn)行周期變化的折線圖，橫坐標(biāo)為運(yùn)行周期，縱坐標(biāo)為總磷去除率】2.2.2影響生物除磷的因素污泥齡是影響生物除磷效果的重要因素之一。污泥齡過(guò)短，聚磷菌無(wú)法充分吸收和儲(chǔ)存磷，導(dǎo)致除磷效果不佳；而污泥齡過(guò)長(zhǎng)，污泥中的微生物會(huì)發(fā)生內(nèi)源呼吸，分解細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽，使磷重新釋放到污水中。在本試驗(yàn)中，通過(guò)調(diào)整排泥量來(lái)控制污泥齡，分別設(shè)置污泥齡為8d、12d和16d進(jìn)行對(duì)比研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)污泥齡為12d時(shí)，生物除磷效果最佳，總磷去除率達(dá)到[X4]%。此時(shí)，聚磷菌能夠在合適的生長(zhǎng)周期內(nèi)充分?jǐn)z取磷，同時(shí)避免了因污泥老化導(dǎo)致的磷釋放問(wèn)題。當(dāng)污泥齡縮短至8d時(shí)，去除率下降至[X5]%，這是因?yàn)槲勰喔逻^(guò)快，聚磷菌來(lái)不及積累足夠的磷；而污泥齡延長(zhǎng)至16d時(shí)，去除率也降至[X6]%，主要是由于污泥老化，微生物活性降低，內(nèi)源呼吸增強(qiáng)，磷的釋放量增加。溶解氧對(duì)生物除磷過(guò)程也有著關(guān)鍵影響。在厭氧階段，應(yīng)保持低溶解氧環(huán)境，以促進(jìn)聚磷菌的釋磷和對(duì)有機(jī)物的攝取。當(dāng)溶解氧過(guò)高時(shí)，聚磷菌的釋磷過(guò)程會(huì)受到抑制，從而影響后續(xù)的吸磷效果。在好氧階段，充足的溶解氧是聚磷菌過(guò)量吸磷的必要條件。本試驗(yàn)在厭氧階段控制溶解氧濃度低于0.2mg/L，好氧階段控制溶解氧濃度在2mg/L-3mg/L之間。結(jié)果表明，在此溶解氧條件下，生物除磷效果良好。若厭氧階段溶解氧升高至0.5mg/L，釋磷量明顯減少，導(dǎo)致后續(xù)好氧階段的吸磷量也相應(yīng)降低，總磷去除率下降至[X7]%；而在好氧階段，當(dāng)溶解氧濃度低于1mg/L時(shí)，聚磷菌的吸磷能力受到限制，去除率僅為[X8]%，說(shuō)明適宜的溶解氧濃度對(duì)于保障生物除磷效果至關(guān)重要。厭氧/好氧時(shí)間比同樣對(duì)生物除磷效果有顯著影響。合適的厭氧/好氧時(shí)間比能夠?yàn)榫哿拙峁┝己玫拇x環(huán)境，促進(jìn)其釋磷和吸磷過(guò)程的順利進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)置了厭氧/好氧時(shí)間比為1:2、1:3和1:4三種工況。結(jié)果顯示，當(dāng)厭氧/好氧時(shí)間比為1:3時(shí)，總磷去除率最高，達(dá)到[X9]%。此時(shí)，厭氧階段的時(shí)間能夠滿足聚磷菌充分釋磷和攝取有機(jī)物，為后續(xù)好氧階段的吸磷提供充足的能量和底物；而當(dāng)厭氧/好氧時(shí)間比為1:2時(shí)，厭氧時(shí)間相對(duì)較短，聚磷菌釋磷不充分，導(dǎo)致去除率僅為[X10]%；當(dāng)厭氧/好氧時(shí)間比為1:4時(shí)，好氧時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使污泥的內(nèi)源呼吸加劇，部分聚磷菌體內(nèi)的聚磷酸鹽被分解，去除率也有所下降，為[X11]%。2.2.3生物除磷的微生物學(xué)分析通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，在生物除磷過(guò)程中，活性污泥中的微生物種類豐富，其中聚磷菌是生物除磷的關(guān)鍵微生物。在厭氧階段，聚磷菌呈現(xiàn)出不規(guī)則的形態(tài)，細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽顆粒明顯減少，這是因?yàn)榫哿拙趨捬鯒l件下分解聚磷酸鹽，釋放出磷，同時(shí)攝取污水中的有機(jī)物，并將其轉(zhuǎn)化為PHA儲(chǔ)存起來(lái)。在好氧階段，聚磷菌的形態(tài)變得較為規(guī)則，細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽顆粒顯著增加，表明聚磷菌利用儲(chǔ)存的PHA進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖，同時(shí)過(guò)量攝取污水中的磷，將其轉(zhuǎn)化為聚磷酸鹽儲(chǔ)存起來(lái)。為了進(jìn)一步深入了解聚磷菌的種類和數(shù)量變化，采用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)活性污泥中的微生物群落進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，在活性污泥中，主要的聚磷菌屬包括不動(dòng)桿菌屬（Acinetobacter）、聚磷小月菌屬（Microlunatus）和陶厄氏菌屬（Thauera）等。其中，不動(dòng)桿菌屬在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中相對(duì)豐度較高，在穩(wěn)定運(yùn)行階段占聚磷菌總量的[X12]%左右。隨著運(yùn)行周期的增加，聚磷菌的相對(duì)豐度逐漸上升，在第[Z2]個(gè)運(yùn)行周期后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這與生物除磷效果的逐漸提升和穩(wěn)定相吻合。通過(guò)對(duì)聚磷菌代謝活動(dòng)相關(guān)基因的分析發(fā)現(xiàn)，在厭氧階段，與PHA合成相關(guān)的基因表達(dá)上調(diào)，表明聚磷菌在厭氧條件下積極攝取有機(jī)物并合成PHA；在好氧階段，與聚磷酸鹽合成相關(guān)的基因表達(dá)上調(diào)，說(shuō)明聚磷菌在好氧條件下利用PHA進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖，并過(guò)量攝取磷合成聚磷酸鹽。這些結(jié)果從分子層面揭示了聚磷菌在生物除磷過(guò)程中的代謝機(jī)制，為進(jìn)一步優(yōu)化SBR工藝的生物除磷效果提供了理論依據(jù)。三、SBR工藝化學(xué)除磷試驗(yàn)研究3.1化學(xué)除磷藥劑選擇與投加方式3.1.1藥劑種類在化學(xué)除磷過(guò)程中，常用的藥劑主要包括鐵鹽、鋁鹽和鈣鹽等，它們各自具有獨(dú)特的除磷原理與特點(diǎn)。鐵鹽是較為常用的除磷藥劑之一，常見的有硫酸鐵（Fe_2(SO_4)_3）、氯化鐵（FeCl_3）等。其除磷原理主要基于化學(xué)反應(yīng)，以硫酸鐵為例，在污水中，鐵離子與磷酸根離子發(fā)生反應(yīng)，生成磷酸鐵沉淀，反應(yīng)方程式為：Fe^{3+}+PO_4^{3-}\rightarrowFePO_4\downarrow。鐵鹽除磷具有反應(yīng)速度快、除磷效率高的優(yōu)點(diǎn)，能在較短時(shí)間內(nèi)使污水中的磷含量顯著降低。相關(guān)研究表明，在合適的投加量下，鐵鹽對(duì)總磷的去除率可達(dá)80%-90%。此外，鐵鹽還具有一定的絮凝作用，能夠促進(jìn)污水中懸浮物的沉降，有助于改善水質(zhì)的澄清度。然而，鐵鹽的使用也存在一些缺點(diǎn)，如出水的色度和濁度可能會(huì)增加，這是因?yàn)殍F離子在水中可能會(huì)殘留并形成帶色的化合物；同時(shí)，鐵鹽的投加可能會(huì)對(duì)水體的pH值產(chǎn)生影響，導(dǎo)致pH值下降，需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。鋁鹽也是常用的化學(xué)除磷藥劑，硫酸鋁（Al_2(SO_4)_3）、聚合氯化鋁（PAC）應(yīng)用廣泛。以硫酸鋁為例，其除磷的化學(xué)反應(yīng)為：Al^{3+}+PO_4^{3-}\rightarrowAlPO_4\downarrow。鋁鹽除磷的效果較為穩(wěn)定，對(duì)不同水質(zhì)的適應(yīng)性較強(qiáng)。在處理一些含有機(jī)物較多的污水時(shí)，鋁鹽能夠較好地與磷結(jié)合，形成沉淀，有效去除磷。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)污水中磷含量在一定范圍內(nèi)時(shí)，鋁鹽的除磷效果與鐵鹽相當(dāng)，甚至在某些情況下略優(yōu)于鐵鹽。鋁鹽除磷后產(chǎn)生的污泥體積相對(duì)較小，有利于后續(xù)的污泥處理處置。但鋁鹽的缺點(diǎn)是可能會(huì)導(dǎo)致水體中鋁離子的殘留，長(zhǎng)期積累可能對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生潛在危害；而且在某些水質(zhì)條件下，鋁鹽的除磷效果可能會(huì)受到抑制，需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件。鈣鹽主要以氫氧化鈣（Ca(OH)_2）為代表用于化學(xué)除磷。其除磷原理是在堿性條件下，鈣離子與磷酸根離子反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀，反應(yīng)方程式為：5Ca^{2+}+3PO_4^{3-}+OH^-\rightarrowCa_5(OH)(PO_4)_3\downarrow。鈣鹽除磷的優(yōu)點(diǎn)是成本相對(duì)較低，且能夠提高污水的pH值，對(duì)于一些酸性較強(qiáng)的污水具有中和作用。在處理一些對(duì)pH值有要求的污水時(shí)，鈣鹽除磷具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。然而，鈣鹽除磷需要較高的pH值條件，一般需將pH值調(diào)節(jié)至10以上，這可能會(huì)對(duì)后續(xù)的生物處理工藝產(chǎn)生影響，因?yàn)榇蠖鄶?shù)微生物適宜在中性至微堿性的環(huán)境中生長(zhǎng)；同時(shí)，鈣鹽除磷產(chǎn)生的污泥量較大，且污泥的脫水性能較差，增加了污泥處理的難度和成本。不同的化學(xué)除磷藥劑在除磷原理、除磷效果、對(duì)水質(zhì)的影響以及污泥處理等方面存在差異。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)污水的水質(zhì)特點(diǎn)、處理要求以及成本等因素綜合考慮，選擇合適的除磷藥劑。3.1.2投加位置與方式化學(xué)除磷藥劑的投加位置和方式對(duì)除磷效果有著顯著影響，不同的投加位置和方式會(huì)導(dǎo)致藥劑與污水中磷的反應(yīng)過(guò)程和效果有所不同。常見的投加位置包括厭氧段、好氧段和沉淀前等。在厭氧段投加藥劑，能夠利用厭氧環(huán)境下微生物的代謝活動(dòng)，促進(jìn)藥劑與磷的反應(yīng)。由于厭氧段聚磷菌會(huì)釋放磷，此時(shí)投加藥劑，磷與藥劑中的金屬離子結(jié)合，形成沉淀，減少了后續(xù)處理單元的磷負(fù)荷。但在厭氧段投加藥劑時(shí)，需要注意藥劑對(duì)厭氧微生物的影響，若藥劑選擇不當(dāng)或投加量過(guò)大，可能會(huì)抑制厭氧微生物的活性，影響整個(gè)生物處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在好氧段投加藥劑，好氧微生物的代謝活動(dòng)較為活躍，能夠?yàn)樗巹┡c磷的反應(yīng)提供良好的環(huán)境。好氧段溶解氧充足，有利于金屬離子的水解和沉淀反應(yīng)的進(jìn)行，從而提高除磷效果。然而，好氧段投加藥劑可能會(huì)對(duì)好氧微生物的生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)生一定干擾，需要合理控制藥劑的投加量和投加時(shí)間。沉淀前投加藥劑是較為常用的方式，通常在二沉池前投加。此時(shí)投加藥劑，能夠在沉淀階段充分利用沉淀作用，使生成的磷酸鹽沉淀與污泥一起沉降，達(dá)到除磷的目的。沉淀前投加藥劑的優(yōu)點(diǎn)是操作相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)生物處理系統(tǒng)的影響較小；但如果投加時(shí)間不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致藥劑與磷的反應(yīng)不完全，影響除磷效果。投加方式主要有連續(xù)投加和間歇投加兩種。連續(xù)投加是指在污水處理過(guò)程中，持續(xù)向污水中投加藥劑，使藥劑在污水中始終保持一定的濃度。這種投加方式能夠保證藥劑與磷的充分反應(yīng)，除磷效果相對(duì)穩(wěn)定。但連續(xù)投加需要精確控制藥劑的投加量，以避免藥劑的浪費(fèi)和對(duì)水質(zhì)的不良影響。間歇投加則是根據(jù)污水處理的實(shí)際情況，在特定的時(shí)間段內(nèi)投加藥劑。例如，在污水中磷含量較高時(shí)，增加藥劑的投加頻率和投加量；在磷含量較低時(shí)，減少投加量或暫停投加。間歇投加能夠根據(jù)水質(zhì)的變化靈活調(diào)整藥劑的使用，降低藥劑成本。但間歇投加需要對(duì)污水水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便準(zhǔn)確把握投加時(shí)機(jī)，否則可能會(huì)導(dǎo)致除磷效果不穩(wěn)定。在SBR工藝化學(xué)除磷中，投加位置和方式的選擇需要綜合考慮污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、水質(zhì)變化以及處理成本等因素。通過(guò)合理選擇投加位置和方式，可以提高化學(xué)除磷的效果，降低處理成本，同時(shí)減少對(duì)生物處理系統(tǒng)的負(fù)面影響。3.2化學(xué)除磷試驗(yàn)結(jié)果與分析3.2.1不同藥劑的除磷效果在化學(xué)除磷試驗(yàn)中，選取了鐵鹽（硫酸鐵、氯化鐵）、鋁鹽（硫酸鋁、聚合氯化鋁）、鈣鹽（氫氧化鈣）等典型化學(xué)藥劑，在相同的試驗(yàn)條件下，即水溫控制在25℃±1℃，pH值調(diào)節(jié)至7.0-7.5，污水初始總磷濃度為10mg/L左右，反應(yīng)時(shí)間為30min，投加量均為30mg/L（以金屬離子計(jì)），探究不同藥劑對(duì)總磷的去除率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同藥劑的除磷效果存在明顯差異（見表1）。氯化鐵的除磷效果最為顯著，總磷去除率達(dá)到85.3%，處理后出水總磷濃度降至1.47mg/L。這是因?yàn)槁然F在水中能夠迅速水解產(chǎn)生大量的Fe3?，F(xiàn)e3?與磷酸根離子具有很強(qiáng)的結(jié)合能力，能夠快速形成穩(wěn)定的磷酸鐵沉淀，從而有效地去除磷。硫酸鐵的除磷率為78.6%，出水總磷濃度為2.14mg/L。雖然同樣作為鐵鹽，但其除磷效果略遜于氯化鐵，可能是由于其水解速度相對(duì)較慢，或者水解產(chǎn)物的形態(tài)和活性與氯化鐵有所不同，導(dǎo)致與磷的反應(yīng)程度和沉淀效果存在差異。聚合氯化鋁的除磷率為70.2%，出水總磷濃度為2.98mg/L。聚合氯化鋁中的鋁離子在水中水解形成多核羥基絡(luò)合物，這些絡(luò)合物能夠通過(guò)吸附、架橋和網(wǎng)捕等作用，與磷酸根離子結(jié)合并形成沉淀，從而實(shí)現(xiàn)除磷。然而，與鐵鹽相比，其形成的沉淀物穩(wěn)定性稍差，在一定程度上影響了除磷效率。硫酸鋁的除磷效果相對(duì)較弱，去除率為65.5%，出水總磷濃度為3.45mg/L。這可能是由于硫酸鋁在水解過(guò)程中需要消耗更多的堿性物質(zhì)，對(duì)水質(zhì)的pH值變化較為敏感，在本實(shí)驗(yàn)設(shè)定的pH條件下，其水解和與磷的反應(yīng)受到一定限制，導(dǎo)致除磷效果不如聚合氯化鋁。氫氧化鈣在本次實(shí)驗(yàn)條件下除磷效果最差，去除率僅為45.8%，出水總磷濃度高達(dá)5.42mg/L。氫氧化鈣除磷需要在較高的pH值條件下進(jìn)行，而本實(shí)驗(yàn)設(shè)定的pH值相對(duì)較低，不利于氫氧化鈣與磷的反應(yīng)生成羥基磷灰石沉淀，同時(shí)，氫氧化鈣投加后可能會(huì)導(dǎo)致水體中鈣離子濃度過(guò)高，影響后續(xù)處理工藝。綜合比較不同藥劑的除磷效果，氯化鐵在本實(shí)驗(yàn)條件下表現(xiàn)最佳，因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)將以氯化鐵作為主要研究藥劑，進(jìn)一步探究其投加量對(duì)除磷效果的影響。【此處插入不同藥劑除磷效果對(duì)比柱狀圖，橫坐標(biāo)為藥劑種類，縱坐標(biāo)為總磷去除率】3.2.2藥劑投加量對(duì)除磷效果的影響以氯化鐵為研究藥劑，在其他條件不變的情況下，改變氯化鐵的投加量，分別設(shè)置投加量為10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L（以金屬離子計(jì)），研究投加量與總磷去除率之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示（見圖2），隨著氯化鐵投加量的增加，總磷去除率逐漸升高。當(dāng)投加量為10mg/L時(shí)，總磷去除率為55.2%，出水總磷濃度為4.48mg/L；當(dāng)投加量增加到20mg/L時(shí)，去除率提高到72.5%，出水總磷濃度降至2.75mg/L；投加量為30mg/L時(shí)，去除率達(dá)到85.3%，出水總磷濃度為1.47mg/L；繼續(xù)增加投加量至40mg/L，去除率進(jìn)一步提升至92.1%，出水總磷濃度為0.79mg/L；當(dāng)投加量達(dá)到50mg/L時(shí)，去除率為95.6%，出水總磷濃度為0.44mg/L。從去除率的變化趨勢(shì)來(lái)看，在投加量較低時(shí)，隨著投加量的增加，去除率提升較為明顯，這是因?yàn)橥都恿康脑黾邮沟萌芤褐蠪e3?的濃度增大，與磷酸根離子的碰撞幾率增加，從而促進(jìn)了磷酸鐵沉淀的生成。然而，當(dāng)投加量超過(guò)一定值后，去除率的增長(zhǎng)幅度逐漸減小，這可能是由于污水中磷的含量有限，過(guò)量的Fe3?無(wú)法與更多的磷結(jié)合，同時(shí)，過(guò)多的藥劑可能會(huì)導(dǎo)致沉淀的重新溶解或者形成膠體物質(zhì)，影響除磷效果。綜合考慮除磷效果和藥劑成本，當(dāng)氯化鐵投加量為30mg/L-40mg/L時(shí)，能夠在保證較好除磷效果的前提下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效的除磷。此時(shí)，出水總磷濃度能夠滿足大多數(shù)污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)，且藥劑成本相對(duì)較低，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。【此處插入氯化鐵投加量與總磷去除率關(guān)系折線圖，橫坐標(biāo)為氯化鐵投加量，縱坐標(biāo)為總磷去除率】3.2.3化學(xué)除磷對(duì)出水水質(zhì)及污泥性能的影響在化學(xué)除磷過(guò)程中，除了關(guān)注磷的去除效果外，還需分析化學(xué)除磷對(duì)出水水質(zhì)及污泥性能的影響。化學(xué)除磷對(duì)出水COD有一定影響。當(dāng)投加氯化鐵進(jìn)行化學(xué)除磷時(shí)，隨著投加量的增加，出水COD略有上升。在投加量為30mg/L時(shí)，出水COD從初始的180mg/L上升至205mg/L；投加量增加到40mg/L時(shí)，出水COD升高至220mg/L。這可能是由于氯化鐵中的鐵離子具有一定的氧化性，在與磷反應(yīng)的過(guò)程中，可能會(huì)氧化污水中的部分有機(jī)物，使其難以被微生物降解，從而導(dǎo)致出水COD升高。此外，過(guò)量的氯化鐵可能會(huì)與水中的有機(jī)物形成絡(luò)合物，增加了水中溶解性有機(jī)物的含量，也對(duì)出水COD產(chǎn)生了影響。氨氮方面，化學(xué)除磷對(duì)其影響較小。在不同氯化鐵投加量下，出水氨氮濃度基本保持穩(wěn)定，維持在25mg/L-27mg/L之間。這是因?yàn)榛瘜W(xué)除磷主要是通過(guò)金屬離子與磷酸根離子的反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)氨氮的去除沒有直接作用，且氯化鐵的投加不會(huì)改變污水中氨氮的存在形態(tài)和含量。pH值是水質(zhì)的重要指標(biāo)之一。在化學(xué)除磷過(guò)程中，隨著氯化鐵的投加，出水pH值有所下降。投加量為30mg/L時(shí)，pH值從初始的7.2下降至6.8；投加量增加到40mg/L時(shí)，pH值降至6.5。這是由于氯化鐵在水中水解會(huì)產(chǎn)生氫離子，導(dǎo)致溶液酸性增強(qiáng)，pH值降低。如果pH值過(guò)低，可能會(huì)對(duì)后續(xù)的生物處理工藝產(chǎn)生不利影響，因此在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)出水pH值進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)。化學(xué)除磷對(duì)污泥沉降性能和脫水性能也有顯著影響。在投加氯化鐵后，污泥沉降比（SV）有所增加，從原來(lái)的25%增加到35%左右。這是因?yàn)榛瘜W(xué)除磷過(guò)程中生成的磷酸鐵沉淀具有一定的絮凝作用，能夠使污泥顆粒聚集變大，從而提高了污泥的沉降性能。然而，污泥的脫水性能卻有所下降，通過(guò)測(cè)定污泥的比阻發(fā)現(xiàn)，投加氯化鐵后，污泥比阻從原來(lái)的1.5×1012m/kg增加到2.5×1012m/kg左右。這是由于磷酸鐵沉淀的存在增加了污泥的粘性和復(fù)雜性，使得污泥中的水分難以被去除，給污泥的脫水處理帶來(lái)了困難。在實(shí)際工程中，需要采取相應(yīng)的措施來(lái)改善污泥的脫水性能，如添加助凝劑等。四、SBR工藝生物與化學(xué)協(xié)同除磷試驗(yàn)研究4.1協(xié)同除磷試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)本試驗(yàn)旨在探究SBR工藝中生物與化學(xué)協(xié)同除磷的效果，通過(guò)在SBR反應(yīng)器的不同運(yùn)行階段投加化學(xué)藥劑，觀察生物除磷和化學(xué)除磷的協(xié)同作用。試驗(yàn)流程如下：首先，啟動(dòng)SBR反應(yīng)器，按照設(shè)定的運(yùn)行周期進(jìn)行生物除磷運(yùn)行，一個(gè)運(yùn)行周期包括進(jìn)水、厭氧、好氧、沉淀、排水和閑置六個(gè)階段。進(jìn)水階段，通過(guò)蠕動(dòng)泵將人工配水以[X]L/h的流量注入SBR反應(yīng)器，持續(xù)時(shí)間為[X]h；厭氧階段，停止曝氣，開啟攪拌裝置，使污泥與污水充分混合，促進(jìn)聚磷菌的釋磷過(guò)程，此階段持續(xù)時(shí)間為[X]h；好氧階段，開啟曝氣系統(tǒng)，控制溶解氧濃度在2mg/L-3mg/L之間，為聚磷菌的吸磷和微生物的代謝提供充足的氧氣，持續(xù)時(shí)間為[X]h；沉淀階段，停止曝氣和攪拌，使活性污泥自然沉淀，實(shí)現(xiàn)泥水分離，沉淀時(shí)間為[X]h；排水階段，利用自動(dòng)潷水器排出上清液，排水時(shí)間為[X]h；閑置階段，使反應(yīng)器內(nèi)的污泥處于饑餓狀態(tài)，為下一個(gè)周期的反應(yīng)做準(zhǔn)備，閑置時(shí)間為[X]h。在生物除磷運(yùn)行穩(wěn)定后，開始進(jìn)行生物與化學(xué)協(xié)同除磷試驗(yàn)。設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)組，分別在不同階段投加化學(xué)藥劑氯化鐵。實(shí)驗(yàn)組1在厭氧階段開始時(shí)投加氯化鐵，投加量為30mg/L（以金屬離子計(jì)）；實(shí)驗(yàn)組2在好氧階段開始時(shí)投加氯化鐵，投加量同樣為30mg/L；實(shí)驗(yàn)組3在沉淀階段前投加氯化鐵，投加量為30mg/L。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組均進(jìn)行[X]個(gè)運(yùn)行周期的試驗(yàn)，以確保數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性。確定生物處理與化學(xué)處理的結(jié)合時(shí)機(jī)是本試驗(yàn)的關(guān)鍵。在厭氧階段投加氯化鐵，是考慮到此時(shí)聚磷菌開始釋放磷，水中的磷濃度逐漸升高，投加藥劑可以使磷與鐵離子迅速結(jié)合形成沉淀，減少后續(xù)處理單元的磷負(fù)荷。同時(shí)，厭氧環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，微生物的代謝活動(dòng)相對(duì)較弱，此時(shí)投加藥劑對(duì)微生物的影響相對(duì)較小。在好氧階段投加氯化鐵，是因?yàn)楹醚蹼A段微生物的代謝活動(dòng)較為活躍，能夠?yàn)樗巹┡c磷的反應(yīng)提供良好的環(huán)境。好氧階段溶解氧充足，有利于鐵離子的水解和沉淀反應(yīng)的進(jìn)行，從而提高除磷效果。在沉淀階段前投加氯化鐵，是利用沉淀階段的沉淀作用，使生成的磷酸鹽沉淀與污泥一起沉降，達(dá)到除磷的目的。此時(shí)投加藥劑，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)生物處理系統(tǒng)的影響較小。通過(guò)對(duì)比不同結(jié)合時(shí)機(jī)下的除磷效果，分析生物除磷和化學(xué)除磷的協(xié)同作用機(jī)制，確定最佳的結(jié)合時(shí)機(jī)，為實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。4.2協(xié)同除磷試驗(yàn)結(jié)果與分析4.2.1協(xié)同除磷效果通過(guò)對(duì)不同實(shí)驗(yàn)組的協(xié)同除磷效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，發(fā)現(xiàn)生物與化學(xué)協(xié)同除磷具有顯著優(yōu)勢(shì)。在穩(wěn)定運(yùn)行階段，實(shí)驗(yàn)組1（厭氧階段投加氯化鐵）的總磷去除率平均達(dá)到92.5%，實(shí)驗(yàn)組2（好氧階段投加氯化鐵）的總磷去除率平均為89.3%，實(shí)驗(yàn)組3（沉淀階段前投加氯化鐵）的總磷去除率平均為87.6%。與生物單獨(dú)除磷（平均去除率為[X3]%）和化學(xué)單獨(dú)除磷（氯化鐵單獨(dú)投加時(shí)，30mg/L投加量下去除率為85.3%）相比，協(xié)同除磷的效果明顯更優(yōu)。在生物單獨(dú)除磷過(guò)程中，雖然聚磷菌能夠通過(guò)代謝活動(dòng)攝取磷，但受到多種因素的影響，如污泥齡、溶解氧等，導(dǎo)致除磷效果存在一定的局限性。化學(xué)單獨(dú)除磷時(shí)，雖然氯化鐵能與磷形成沉淀，但過(guò)量投加會(huì)帶來(lái)出水水質(zhì)和污泥性能方面的問(wèn)題，且單獨(dú)化學(xué)除磷無(wú)法充分利用微生物的代謝作用。而協(xié)同除磷結(jié)合了生物除磷和化學(xué)除磷的優(yōu)點(diǎn)，生物除磷過(guò)程中微生物的代謝活動(dòng)為化學(xué)除磷提供了有利的環(huán)境，如厭氧階段聚磷菌釋放的磷為化學(xué)藥劑提供了更多的反應(yīng)底物；化學(xué)除磷則彌補(bǔ)了生物除磷在某些情況下除磷不徹底的缺陷，二者相互協(xié)同，提高了總磷的去除率。從出水總磷濃度來(lái)看，實(shí)驗(yàn)組1的出水總磷濃度大多維持在0.75mg/L以下，實(shí)驗(yàn)組2的出水總磷濃度在0.9-1.0mg/L之間，實(shí)驗(yàn)組3的出水總磷濃度在1.0-1.2mg/L之間。均優(yōu)于生物單獨(dú)除磷的出水總磷濃度（0.3-0.4mg/L）和化學(xué)單獨(dú)除磷的出水總磷濃度（1.47mg/L）。其中，厭氧階段投加氯化鐵的實(shí)驗(yàn)組1效果最佳，能夠更好地滿足嚴(yán)格的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。【此處插入不同實(shí)驗(yàn)組協(xié)同除磷效果對(duì)比柱狀圖，橫坐標(biāo)為實(shí)驗(yàn)組別，縱坐標(biāo)為總磷去除率】4.2.2協(xié)同除磷的影響因素碳氮比是影響協(xié)同除磷效果的重要因素之一。在不同碳氮比條件下進(jìn)行協(xié)同除磷試驗(yàn)，結(jié)果表明，隨著碳氮比的增加，協(xié)同除磷效果逐漸提高。當(dāng)碳氮比為4時(shí)，總磷去除率為85.2%；碳氮比提高到6時(shí)，總磷去除率上升至90.5%；當(dāng)碳氮比達(dá)到8時(shí)，總磷去除率達(dá)到93.7%。這是因?yàn)樘荚词俏⑸锷L(zhǎng)和代謝的重要能源物質(zhì)，較高的碳氮比為聚磷菌提供了充足的碳源，使其在厭氧階段能夠攝取更多的有機(jī)物并合成PHA，為后續(xù)好氧階段的吸磷提供了更多的能量和底物。同時(shí)，充足的碳源也有利于微生物的生長(zhǎng)和繁殖，提高了微生物的活性和數(shù)量，從而增強(qiáng)了生物除磷的能力。此外，較高的碳氮比還能促進(jìn)反硝化作用的進(jìn)行，減少硝態(tài)氮對(duì)厭氧釋磷的抑制，進(jìn)一步提高了協(xié)同除磷效果。污泥濃度對(duì)協(xié)同除磷效果也有顯著影響。在污泥濃度為2000mg/L時(shí)，總磷去除率為82.6%；當(dāng)污泥濃度增加到3000mg/L時(shí)，總磷去除率提高到90.8%；繼續(xù)增加污泥濃度至4000mg/L，總磷去除率為92.5%。污泥濃度的增加意味著微生物數(shù)量的增多，能夠提供更多的活性位點(diǎn)參與生物除磷和化學(xué)除磷反應(yīng)。同時(shí)，較高的污泥濃度可以增加污泥與污水中磷的接觸面積，促進(jìn)磷的吸附和沉淀。然而，當(dāng)污泥濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致污泥的沉降性能變差，泥水分離困難，影響出水水質(zhì)。反應(yīng)時(shí)間同樣對(duì)協(xié)同除磷效果有影響。在反應(yīng)時(shí)間為3h時(shí)，總磷去除率為80.5%；反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)到4h，總磷去除率上升至88.6%；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為5h時(shí)，總磷去除率達(dá)到91.2%。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，微生物有更多的時(shí)間進(jìn)行代謝活動(dòng)，聚磷菌能夠充分?jǐn)z取磷，化學(xué)藥劑也能與磷充分反應(yīng)形成沉淀。但反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)增加能耗和處理成本，同時(shí)可能導(dǎo)致微生物的內(nèi)源呼吸加劇，影響除磷效果。【此處插入碳氮比、污泥濃度、反應(yīng)時(shí)間與總磷去除率關(guān)系的折線圖，橫坐標(biāo)分別為碳氮比、污泥濃度、反應(yīng)時(shí)間，縱坐標(biāo)為總磷去除率】4.2.3協(xié)同除磷的作用機(jī)制探討從化學(xué)反應(yīng)角度來(lái)看，在協(xié)同除磷過(guò)程中，化學(xué)藥劑氯化鐵中的Fe3?與污水中的磷酸根離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成磷酸鐵沉淀，這是化學(xué)除磷的主要反應(yīng)。而生物除磷過(guò)程中，聚磷菌在厭氧階段分解細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽，釋放出磷酸根離子，增加了污水中磷酸根離子的濃度，為化學(xué)除磷提供了更多的反應(yīng)底物。同時(shí)，聚磷菌攝取污水中的有機(jī)物并合成PHA，在好氧階段利用PHA進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖，同時(shí)攝取污水中的磷，這一過(guò)程也會(huì)影響污水中磷的形態(tài)和濃度，間接影響化學(xué)除磷的反應(yīng)。在微生物代謝方面，生物除磷過(guò)程中的聚磷菌是關(guān)鍵微生物。聚磷菌在厭氧條件下，通過(guò)水解細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽釋放能量，用于攝取污水中的有機(jī)物并合成PHA。在好氧條件下，聚磷菌利用儲(chǔ)存的PHA進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖，同時(shí)過(guò)量攝取污水中的磷，將其轉(zhuǎn)化為聚磷酸鹽儲(chǔ)存起來(lái)。而化學(xué)藥劑的加入可能會(huì)對(duì)聚磷菌的代謝活動(dòng)產(chǎn)生影響。適量的氯化鐵投加可能會(huì)刺激聚磷菌的活性，促進(jìn)其代謝活動(dòng)，提高生物除磷效果。但過(guò)量的氯化鐵可能會(huì)對(duì)聚磷菌產(chǎn)生毒性，抑制其生長(zhǎng)和代謝，從而影響生物除磷效果。從物質(zhì)傳遞角度分析，在協(xié)同除磷過(guò)程中，污水中的磷需要通過(guò)擴(kuò)散、吸附等方式傳遞到微生物細(xì)胞表面和化學(xué)藥劑周圍，才能發(fā)生反應(yīng)。污泥濃度的增加可以增加微生物的數(shù)量和表面積，從而增加磷的吸附位點(diǎn)，促進(jìn)磷的傳遞。同時(shí)，攪拌和曝氣等操作可以提高污水的混合程度，促進(jìn)磷在污水中的擴(kuò)散，加快物質(zhì)傳遞速度，提高協(xié)同除磷效果。五、SBR工藝生物與化學(xué)除磷的成本效益分析5.1運(yùn)行成本分析運(yùn)行成本是評(píng)估SBR工藝生物與化學(xué)除磷可行性和經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)，主要涵蓋能耗、藥劑費(fèi)用、污泥處理費(fèi)用等方面。在能耗方面，生物除磷過(guò)程中，曝氣系統(tǒng)是主要的能耗來(lái)源。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，SBR反應(yīng)器在生物除磷運(yùn)行時(shí)，曝氣階段的能耗約占總能耗的70%-80%。以本試驗(yàn)裝置為例，曝氣設(shè)備的功率為[X]kW，一個(gè)運(yùn)行周期的曝氣時(shí)間為[X]h，若每天運(yùn)行[X]個(gè)周期，電費(fèi)單價(jià)為[X]元/kWh，則生物除磷每天的曝氣能耗費(fèi)用為[X]元。此外，攪拌裝置、進(jìn)水和排水設(shè)備等也會(huì)消耗一定的能量，但其能耗相對(duì)較小，分別約占總能耗的10%、10%和10%。化學(xué)除磷時(shí)，若采用連續(xù)攪拌促進(jìn)藥劑與污水的混合反應(yīng)，攪拌設(shè)備的能耗會(huì)有所增加。例如，在投加氯化鐵進(jìn)行化學(xué)除磷的試驗(yàn)中，攪拌裝置功率為[X]kW，每天攪拌時(shí)間為[X]h，化學(xué)除磷每天的攪拌能耗費(fèi)用為[X]元。藥劑費(fèi)用是化學(xué)除磷成本的關(guān)鍵組成部分。如前文所述，不同化學(xué)藥劑的除磷效果和價(jià)格存在差異。以氯化鐵為例，其市場(chǎng)價(jià)格約為[X]元/噸，在達(dá)到較好除磷效果時(shí)（總磷去除率85%以上），投加量為30mg/L（以金屬離子計(jì)）。假設(shè)污水處理量為1000m3/d，則每天需要投加的氯化鐵量為1000×30×10?3=30kg，每天的藥劑費(fèi)用為30×[X]÷1000=[X]元。若采用其他藥劑，如硫酸鋁，其市場(chǎng)價(jià)格為[X]元/噸，達(dá)到相似除磷效果時(shí)投加量可能不同，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定為50mg/L（以金屬離子計(jì)），則每天投加硫酸鋁量為1000×50×10?3=50kg，每天藥劑費(fèi)用為50×[X]÷1000=[X]元。污泥處理費(fèi)用也是運(yùn)行成本的重要部分。生物除磷產(chǎn)生的污泥量相對(duì)較少，根據(jù)污泥產(chǎn)率系數(shù)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，生物除磷每天產(chǎn)生的干污泥量約為[X]kg。污泥處理通常包括脫水、運(yùn)輸和處置等環(huán)節(jié)，脫水費(fèi)用約為[X]元/噸干污泥，運(yùn)輸費(fèi)用為[X]元/噸?公里，處置費(fèi)用為[X]元/噸干污泥。假設(shè)運(yùn)輸距離為10公里，則生物除磷污泥處理每天的費(fèi)用為[X]×([X]+[X]×10+[X])÷1000=[X]元。化學(xué)除磷由于投加藥劑會(huì)增加污泥產(chǎn)量，在投加氯化鐵的情況下，污泥產(chǎn)量比生物除磷增加約30%-50%。經(jīng)計(jì)算，化學(xué)除磷每天產(chǎn)生的干污泥量約為[X]kg，其污泥處理費(fèi)用為[X]×([X]+[X]×10+[X])÷1000=[X]元。生物與化學(xué)協(xié)同除磷時(shí)，能耗方面基本為生物除磷和化學(xué)除磷能耗之和，但由于協(xié)同作用可能使處理效果提升，在一定程度上可縮短曝氣時(shí)間等，從而降低部分能耗。藥劑費(fèi)用根據(jù)化學(xué)藥劑的投加量確定，如在厭氧階段投加氯化鐵進(jìn)行協(xié)同除磷，投加量為30mg/L時(shí)，藥劑費(fèi)用與化學(xué)單獨(dú)除磷投加量相同時(shí)相同。污泥處理費(fèi)用則需考慮生物污泥和化學(xué)污泥的總量，協(xié)同除磷產(chǎn)生的污泥量介于生物除磷和化學(xué)除磷之間，假設(shè)為[X]kg，其污泥處理費(fèi)用為[X]×([X]+[X]×10+[X])÷1000=[X]元。通過(guò)對(duì)能耗、藥劑費(fèi)用、污泥處理費(fèi)用等各項(xiàng)成本的詳細(xì)分析，可為SBR工藝生物與化學(xué)除磷的實(shí)際應(yīng)用提供準(zhǔn)確的成本數(shù)據(jù)支持，有助于選擇經(jīng)濟(jì)合理的除磷方式。5.2環(huán)境效益分析SBR工藝生物與化學(xué)除磷在環(huán)境效益方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，對(duì)緩解水體富營(yíng)養(yǎng)化和改善生態(tài)環(huán)境起到了關(guān)鍵作用。水體富營(yíng)養(yǎng)化主要是由于水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)量積累，導(dǎo)致藻類等浮游生物大量繁殖，進(jìn)而引發(fā)一系列環(huán)境問(wèn)題。生物除磷通過(guò)聚磷菌的代謝活動(dòng)，將污水中的磷攝取并轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽儲(chǔ)存起來(lái)，從而降低污水中的磷含量。在本試驗(yàn)中，生物除磷使污水中的總磷濃度從初始的10mg/L左右降至0.3-0.4mg/L，有效減少了進(jìn)入水體的磷負(fù)荷。化學(xué)除磷則通過(guò)投加化學(xué)藥劑，使磷與金屬離子結(jié)合形成沉淀，進(jìn)一步降低磷含量。如投加氯化鐵進(jìn)行化學(xué)除磷時(shí)，在投加量為30mg/L的條件下，可使總磷濃度降至1.47mg/L。生物與化學(xué)協(xié)同除磷效果更為顯著，實(shí)驗(yàn)組1（厭氧階段投加氯化鐵）可使出水總磷濃度大多維持在0.75mg/L以下，大大減少了磷對(duì)水體的污染，從源頭上遏制了水體富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生。在生態(tài)環(huán)境改善方面，SBR工藝生物與化學(xué)除磷對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和保護(hù)具有重要意義。高磷污水排放到自然水體中，會(huì)破壞水生生物的生存環(huán)境，導(dǎo)致魚類等水生生物死亡，生物多樣性下降。通過(guò)有效除磷，降低了水體中磷的含量，改善了水體的溶解氧狀況，為水生生物提供了適宜的生存環(huán)境。研究表明，經(jīng)過(guò)除磷處理后的水體，水中的溶解氧含量明顯增加，藻類的繁殖得到有效抑制，水體的透明度提高，水生植物的生長(zhǎng)逐漸恢復(fù)，魚類等水生生物的數(shù)量和種類也有所增加，有助于恢復(fù)水體的生態(tài)平衡。此外，SBR工藝生物與化學(xué)除磷還能減少水體異味和有害氣體的產(chǎn)生。在水體富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程中，藻類大量繁殖死亡后，會(huì)分解產(chǎn)生硫化氫、氨氣等有害氣體，使水體產(chǎn)生異味，影響周邊環(huán)境和居民生活。通過(guò)除磷控制水體富營(yíng)養(yǎng)化，可減少這些有害氣體的產(chǎn)生，改善水體的氣味和周邊空氣質(zhì)量，提升居民的生活環(huán)境質(zhì)量。在一些城市河流治理中，采用SBR工藝除磷后，河流的異味明顯減輕，周邊居民的滿意度顯著提高。5.3綜合效益評(píng)價(jià)為全面評(píng)估SBR工藝生物、化學(xué)及協(xié)同除磷的效益，構(gòu)建綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該體系涵蓋處理效果、運(yùn)行成本、環(huán)境效益等多個(gè)維度。處理效果維度主要關(guān)注總磷去除率、出水總磷濃度是否達(dá)標(biāo)等指標(biāo)；運(yùn)行成本維度包含能耗、藥劑費(fèi)用、污泥處理費(fèi)用等；環(huán)境效益維度重點(diǎn)考量對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的緩解程度、對(duì)生態(tài)環(huán)境的改善作用等。在處理效果方面，生物除磷在穩(wěn)定運(yùn)行階段總磷去除率可達(dá)[X3]%，出水總磷濃度大多維持在0.3-0.4mg/L，滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，但在應(yīng)對(duì)水質(zhì)波動(dòng)時(shí)，除磷效果可能會(huì)受到一定影響。化學(xué)除磷中，以氯化鐵為例，投加量為30mg/L時(shí)，總磷去除率達(dá)85.3%，能有效降低磷含量，但過(guò)量投加會(huì)帶來(lái)出水水質(zhì)和污泥性能問(wèn)題。生物與化學(xué)協(xié)同除磷優(yōu)勢(shì)明顯，如厭氧階段投加氯化鐵的實(shí)驗(yàn)組1總磷去除率平均達(dá)到92.5%，出水總磷濃度大多維持在0.75mg/L以下，能更好地應(yīng)對(duì)水質(zhì)變化，確保出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。運(yùn)行成本上，生物除磷能耗主要集中在曝氣系統(tǒng)，藥劑費(fèi)用為零，污泥處理費(fèi)用相對(duì)較低；化學(xué)除磷藥劑費(fèi)用占比較大，如氯化鐵投加量為30mg/L時(shí)，以1000m3/d處理量計(jì)算，每天藥劑費(fèi)用為[X]元，且因污泥產(chǎn)量增加，污泥處理費(fèi)用也相應(yīng)提高；協(xié)同除磷能耗基本為生物與化學(xué)除磷能耗之和，藥劑費(fèi)用根據(jù)投加量確定，污泥處理費(fèi)用介于兩者之間。環(huán)境效益層面，生物除磷通過(guò)聚磷菌代謝減少磷排放，化學(xué)除磷通過(guò)沉淀降低磷含量，協(xié)同除磷進(jìn)一步強(qiáng)化了這一效果，有效緩解水體富營(yíng)養(yǎng)化，改善生態(tài)環(huán)境，如提高水體溶解氧含量、抑制藻類繁殖、恢復(fù)水生生物多樣性等。綜合來(lái)看，生物與化學(xué)協(xié)同除磷在處理效果和環(huán)境效益上表現(xiàn)出色，雖運(yùn)行成本相對(duì)較高，但通過(guò)優(yōu)化藥劑投加量和運(yùn)行參數(shù)，可在保證處理效果的同時(shí)降低成本，具有較好的綜合效益，在實(shí)際應(yīng)用中具有較大的推廣價(jià)值。生物除磷適用于水質(zhì)較為穩(wěn)定、對(duì)成本控制要求較高的場(chǎng)景；化學(xué)除磷則適用于對(duì)除磷效果要求極高、水質(zhì)波動(dòng)較大的情況。六、結(jié)論與展望6.1研究結(jié)論本研究通過(guò)一系列試驗(yàn)，對(duì)SBR工藝生物、化學(xué)及協(xié)同除磷進(jìn)行了深入探究，取得以下主要成果：在生物除磷方面，SBR工藝展現(xiàn)出良好的除磷能力。在穩(wěn)定運(yùn)行階段，總磷去除率穩(wěn)定在[X1]%-[X2]%之間，平均去除率達(dá)[X3]%，出水總磷濃度大多維持在0.3mg/L-0.4mg/L，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。污泥齡、溶解氧和厭氧/好氧時(shí)間比等因素對(duì)生物除磷效果影響顯著。污泥齡為12d時(shí)，除磷效果最佳；厭氧階段溶解氧低于0.2mg/L、好氧階段溶解氧在2mg/L-3mg/L時(shí)，有利于聚磷菌的釋磷和吸磷；厭氧/好氧時(shí)間比為1:3時(shí)，總磷去除率最高。微生物學(xué)分析表明，聚磷菌是生物除磷的關(guān)鍵微生物，不動(dòng)桿菌屬、聚磷小月菌屬和陶厄氏菌屬等為主要聚磷菌屬，其相對(duì)豐度與生物除磷效果密切相關(guān)。化學(xué)除磷試驗(yàn)中，不同藥劑除磷