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编辑|胖先生的水处理日记
来源|心得感悟
以下正文：
大家好，我是胖哥，欢迎阅读我的水处理日记。
昨天的文章中，提到了一个点：反硝化除磷。
还没来得及看的朋友们，可以点击如下链接阅读：
然后就有很多人表示不理解：
“据我所知，反硝化和除磷是水火不相容的一对冤家啊，应该是硝化除磷吧，你是不是说错了呢胖哥？”
我肯定没说错。
聚磷菌和反硝化菌的确是一对冤家，本着有你没我有我没你的原则，见面必然要分个高低。
一般情况下，要是水里面有硝态氮，那就是反硝化菌压着聚磷菌打。
要是水里面没有硝态氮，那就是聚磷菌压着反硝化菌打。
至于他俩为啥打，还不是因为抢夺有机碳源！
对于有机碳源，这俩货都需要，所以当碳源的量不足以支撑俩人共用时，自然就要开打了。
说白了，就是两种细菌为了争夺同一种资源，而引发的“战争”。
这要是走大街上，看到俩陌生人在那撕扯，那咱高低得停下来瞧瞧，说不得还得叫两声好，看热闹的不嫌事儿大嘛！
但搁缺氧池里面可就不行了。
因为这俩货甭管谁打赢了谁，最后损失的都是咱们。
一旦出水超标，主管部门肯定是不罚细菌的，罚的都是咱啊！
所以这次不但不能看热闹，还得想办法居中调和，尽量让这俩冤家和平相处。
你还别说，干环保的真有能人，硬生生发现了一种全新的菌种：反硝化聚磷菌。
这种菌，愣是把水火不容的两种菌的功能，硬给糅合到了一起，是不是有一种葫芦娃合体的感觉？
那这货是怎么同时完成反硝化和除磷的操作的呢？
很简单，同样也能用八个字来形容：
“厌氧释磷，缺氧吸磷！”
▲左侧为反硝化聚磷菌的厌氧释磷过程，右侧为反硝化聚磷菌的缺氧吸磷过程
简单的描述下上面这幅图的过程吧。
首先，反硝化聚磷菌在厌氧条件下，可以吸收挥发性脂肪酸(VFA)合成聚-β-羟丁酸(PHB)，同时释放胞内磷。
其次，在缺氧条件下，反硝化聚磷菌以硝酸盐或亚硝酸盐，代替氧气作为电子受体，以PHB为内碳源吸收胞外磷，从而实现同步反硝化脱氨除磷的过程。
从这个反应过程中，不难看出，这家伙在低C/N的废水中，比在高C/N的废水中吃香。
原因无他，C/N越低，普通反硝化菌的竞争能力就越差，才越有利于反硝化聚磷菌的发挥。
但这里面有个问题：
“反硝化聚磷菌在厌氧阶段也是需要吸收有机物的，所以到底碳源多少，才够它用呢？”
我查了查资料，一般说以硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌，在C/N=4~6时，同时脱氮除磷效果最佳。
而以亚硝酸盐为电子受体的反硝化聚磷菌，在C/N=3.6时，同时脱氮除磷效果最佳。
Ps：和聚磷菌一样，反硝化聚磷菌也不是一种菌，而是一个大类，由不同的菌种组成的。
那位说了：
“这不扯呢么，整了半天，跟反硝化C/N一样！”
哈哈，人家讲究的是“一碳两用”，多少也是能够节约点碳源的。
就以生活污水为例吧，一般总磷含量在5~10mg/L。
就按照5mg/L来算吧，C/P=17的话，也能节约80mg/L左右的COD呢，不少了。
总之，反硝化除磷工艺，的确是能省那么一丢丢的碳源的......
那么这种反硝化聚磷菌是怎么富集的呢？
实话实说，目前对于它的研究，仍旧以实验室居多。
工程实践中的研究与应用，还不如厌氧氨氧化菌（也就是红菌）多呢......
我查了查资料，一般常用的有一段式富集法、两段式富集法和三段式富集法。
其中一段式富集法最为简单粗暴，直接在SBR中以厌氧和缺氧方式运行，不曝气，活活憋死普通聚磷菌。
等反硝化聚磷菌在数量上占据了优势，能够牢牢压制住普通聚磷菌的时候，再切换为正常的厌/缺/好模式运行，就能同时兼顾脱氮除磷了。
而两段式富集法的操作，比一段式细腻了点。
其中的第一阶段，是以厌氧、好氧交替运行的方式驯化普通聚磷菌。
第二阶段以厌氧、缺氧的运行模式，通过额外投加硝酸盐来制造缺氧环境，进而筛选反硝化聚磷菌。
也许你会说了：
“第一个厌氧/好氧的交替阶段是不是没啥用啊，毕竟筛出来的也都是普通聚磷菌，也不是咱们得目标菌群啊？”
这个也不好说。
因为很多专家的研究表明，其实普通聚磷菌和反硝化聚磷菌之间的界限，并不是那么清晰。
普通聚磷菌就一定不能利用硝酸盐，反硝化聚磷菌就一定不能利用氧气，这种思维模式就是典型的非黑即白，非左即右，丝毫不留中间余地，肯定是错误的。
实际上，很多聚磷菌既可以在厌氧/缺氧环境中生存，也可以在厌氧/好氧环境中生存。
因此，提前通过厌氧/好氧的模式来富集聚磷菌，然后再在其中择选出反硝化聚磷菌来，可以有效缩短一段式的富集时间。
这让我想起了当初刚毕业求职时，广泛流行的管培生模式。
那些招聘管培生的公司，几乎就是不分专业，一股脑全招进来，然后再利用一年或者半年的时间，来培养人才。
说是培养，其实也是在筛选，优中选优，把那些拔尖的人才都留下来。
至于没入人家法眼的那批人呢？
对不起了，只能统统“优化”掉，毕竟公司可不是慈善机构，不养闲人的。
多缺德！
但你也不得不承认，这种筛选人才的方式，的确十分高效。
那三段式富集法又是怎么一回事儿呢？
所谓的三段式富集法，其实就是在两段法的中间，又塞进去了一个排水操作，如下所示：
（1）第一阶段按照厌氧/好氧的模式运行；
（2）第二阶段按照厌氧/沉淀排水/缺氧的模式运行运行；
（3）第三阶段按照厌氧/缺氧的模式运行。
这个沉淀排水又是怎么一回事儿呢？
这一步骤其实也不是单纯的沉淀排水，还需要在排完水后重新换水，而重新换的水中，是不含COD的。
为啥要加这么一个排水去除COD的步骤呢？
挤兑普通反硝化菌呗！
毕竟在缺氧段里面，能和反硝化聚磷菌掰掰手腕的菌，就是反硝化菌了。
而咱们是不希望反硝化菌获胜的，这样缺氧池里面占主导地位的就不是反硝化聚磷菌了。
所以咱们得想办法“拉偏架”。
怎么拉偏架呢？
这好办！
要知道反硝化菌和反硝化聚磷菌，在缺氧池里面都需要利用有机物作为电子供体，但反硝化菌不能提前储存，只能就地取材。
而反硝化聚磷菌早早的就在厌氧池储存好了内碳源，它到了缺氧池里面，哪怕没有足够的外碳源，也能利用内碳源作为电子供体，完成反硝化脱氮吸磷的过程。
到此办法已经很明了了，要想压制反硝化菌，最好的办法就是维持缺氧池的缺碳环境。
这样反硝化菌就没有了电子供体，哪怕池子里面有足够多的硝酸盐，也只能干瞪眼，束手无策。
而反硝化聚磷菌就无所谓了，它管你池子里面有没有COD呢，完全不耽误干活！
所以反硝化聚磷反应中，碳源的投加位置就比较有讲究了，不能在缺氧池加，要改在厌氧池加才行。
看完了这些介绍，我估计大家脑海中已经有了反硝化聚磷菌筛选的最佳反应器了吧？
没错，它就是SBR！
说起SBR，这可真是个神器的家伙，很多高级货都是它生产出来的。
例如好氧颗粒污泥，和厌氧氨氧化颗粒污泥，最初都是在SBR中富集出来的。
但正所谓兵无常形水无常势，说是三个阶段，但我通过查阅资料，发现也不是完全这样，也有四个阶段，甚至五个阶段的。
例如我看到的一个四阶段富集反硝化聚磷菌的试验。
作者的这次试验，所用富集反硝化聚磷菌的SBR排水比为2/5，污泥龄维持在34天左右，接种的污泥就是普通市政污水厂的活性污泥。
具体的运行步骤可以按照以下4个阶段进行。
（1）第一阶段，采用厌/好氧方式，主要是为了培养普通的聚磷菌，其中厌氧时间2h，好氧时间3h，沉淀时间0.4h，滗水及复位时间0.2h。
（2）第二阶段，采用厌氧/缺氧/好氧方式，目的是引入缺氧段驯化反硝化聚磷菌，其中厌氧时间2h，好氧时间2h，缺氧时间1h，沉淀时间0.4h，滗水及复位时间0.2h。
（3）第三阶段，采用完全厌氧/缺氧方式，目的是增强反硝化聚磷菌的性能，其中厌氧时间2h，缺氧时间3h，沉淀时间0.4h，滗水及复位时间0.2h。
（4）第四阶段，按照白天两周期厌氧/缺氧、晚上两周期厌氧/好氧模式，交替进行，其中厌氧时间2h，好氧时间3h，缺氧时间3h，沉淀时间0.4h，滗水及复位时间0.2h。
Ps：培养阶段可以采用自配水样，所谓的厌氧段就是只加磷不加硝酸盐，缺氧阶段再补加硝酸盐。
整个富集周期为一个月左右时间，就能够得到硝酸盐氮和总磷去除率80%~90%之间的反硝化聚磷菌了。
好了，今天的话题咱们就说到这。
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“看直播可以现场提问，看录播没有答疑啊！”
不是这样的，报名课程后，我这里是负责答疑的。
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