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编辑|胖先生的水处理日记
来源|心得感悟
“厌氧释磷，好氧吸磷。”
但细一琢磨的话，其实问题不少，例如释多少磷才能吸多少磷？
碳源到底加多少才算够？
厌氧停留时间长了有什么后果，短了有什么后果？
等等一系列的问题，其实大家都没怎么深入研究过。
说白了还是不重视。
或者就算重视了，得到的结果反而是，对于很多低C/N废水来说，脱氮的碳源都不够，哪里有资源给聚磷菌分配？
而要单加碳源的话，算下来比PAC还贵不少，反而合不来。
算了，咱就不讨论经济性的问题了。
通常在普通细菌的细胞体内，磷存在于核酸结构中，以一种有机态形式参与细胞的合成。
但是对于聚磷菌这种特殊细菌来说，磷还会以无机态的多聚磷酸盐形式存在，是一种主要的胞内储能物质。
当在厌氧条件下（DO≤0.2mg/L），条件比较艰苦，聚磷菌只能以富含能量的多聚磷酸盐分解提供能量，维持生存。
但就和寒号鸟故事中的喜鹊一样，聚磷菌液知道居安思危，趁着还有点体力，尽量多吸收点碳源储藏在体内，准备下一阶段的生存，例如各种小分子酸。
然后环境发生了变化，由厌氧变成了好氧。
而当在好氧条件下（DO=2~4mg/L），就不适合继续使用多聚磷酸盐来提供能量了，因此聚磷菌开始切换能量源，开始分解先前储备的有机物来提供能量。
同时居安思危，将原本释放出去的磷，外加外部污水中多余的磷，一并吸收并转化为细胞内的多聚磷酸盐储存起来。
总之，这是一个会过日子的细菌。
也正是得益于聚磷菌的会过日子，这才让其甭管厌氧还是好氧，都能活的比较舒服。
当然了，聪明的人类也从中看到了机会。
也即利用聚磷菌的这种在厌氧/好氧交替环境中，释磷/聚磷来回交替的习性，帮助实现污水处理中总磷的去除。
然而，不发生意外的话，意外一定会发生。
万一哪一天聚磷菌也不会过日子了，学会得过且过，有今天没明天了，那它在不远的将来，可能就要“断顿”了。
而这在人类看来，就是无效释磷了。
这种情况多发生在厌氧池中，即聚磷菌释放的磷，并没有起到吸收转化存储另一种储能物质的作用。
这就让其在好氧池中，没有了能量来源，饿的动不了了，自然也就没有体力去吸磷了。
当然了，有时候聚磷菌得过且过，也不能全怪它们。
例如人类在设计厌氧池时，搞大了。
停留时间变长虽然有益于聚磷菌吸收更多的有机物，但那是建立在有机物充足的份上。
万一有机物不足，吸收2小时就没了，结果你厌氧池设计了4小时。
剩下的俩小时聚磷菌无事可干，但依然需要消耗能量，这可不就导致了无效释磷？
那位说了：
“不对啊，都不需要吸收有机物了，那还释什么磷啊？”
不需要你干活了，难道你就不吃饭了？
搁床上躺着那也是要消耗能量的啊亲！
所以无效释磷这部分的浪费，就算咱们把各方面的条件都做的很完美了，也只能尽量减少，而无法完全避免。
按照规范上的数据来看，AAO厌氧段的停留时间不宜超过2h，时间长了，碳源没了，无效释磷比例就会相应增大。
而停留的时间短了，聚磷菌都来不及干活儿，能驻存的有机物量也就大不到哪去了。
尤其是含有不易被微生物吸收利用的大分子有机物的工业废水，其实厌氧池的停留时间是需要适当延长的。
为嘛呢？
还不是因为大分子有机物聚磷菌没办法直接吸收，得先经过水解酸化菌将污水中的大分子转化为易吸收的小分子有机物，例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等。
然后才能轮到聚磷菌上场，将其给吸收掉。
因此这就不是一个单纯的以厌氧释磷为目的的池子了，是两种功能合二为一的池子，那自然等的时间就长了。
但是具体多长才算合适呢？
也不好说，因为厌氧池不像缺氧或好氧池，HRT可以通过反硝化或者硝化速率反推出来。
厌氧池没有释磷速率这一说，所以这个停留时间就很难办。
停的长了，可能无效释磷。
停的短了，可能吸收的有机物不够。
看似简单，其实着实难搞！
目前来说，真要是遇到了这种工业废水，那就只能是通过大量实验来摸索，没有配置实验室的环保公司就要麻爪了。
还有一点就是，规范中给的数据，是以生活污水为蓝本给出的，也就是说总磷的浓度在5~10mg/L之间。
那如果你遇到了一股总磷含量特别高的，还按照2小时设计，恐怕就不太够了。
水处理工艺设计讲究一个灵活，切莫死板，就是这个道理。
AAO工艺是三个池子，按照顺序来说的话，厌氧池之后就是缺氧池了。
那么缺氧池能去除总磷嘛？
这也得看池子里面的菌。
如果是普通的聚磷菌，那肯定不行，因为抢不过反硝化菌，白白消耗聚磷酸盐释放能量，典型的无效释磷。
如果是反硝化聚磷菌，那就不一样了。
这些家伙能够把在厌氧阶段吸收的有机物，放到缺氧段充当碳源，去除NOx⁻-N的同时，过量吸磷。
一碳两用，简直完美！
但为啥反硝化除磷的研究并不多见呢？
唉，就算它不需要好氧了，后面的氨氮硝化还是得需要好氧啊。
反正都得有，又何必费那个劲去呢？
所以咱还是别再缺氧池这里费劲了，直接下一话题吧。
下一话题就是好氧池了。
说到好氧池，我就遇到过有人这么问：
“都说厌氧释磷，好氧吸磷，那聚磷菌到了好氧池，是不是就十分保险了，不会再出现释磷的问题了？”
非也！
虽然从正常聚磷菌的代谢规律来说，好氧池的确是不会释磷，但它会吐磷啊！
注意啊，我为啥说吐磷，而不是释磷呢？
因为释磷是聚磷菌的正常工作，此时的它是健康的。
但吐磷就不一定了，那是因为它病了，毕竟好好地一个菌，不会说无缘无故就吐了的。
聚磷菌为啥会病呢？
还不是因为好氧池相比较于厌氧池和缺氧池来说，太大了。
而且一般到了好氧池这里，水里面也没多少有机物了，污泥负荷很低，容易老化。
而老化的污泥，就容易生病，例如絮体解体，微生物快速死亡等等。
聚磷菌也不例外，如果长期处于一个高曝气且低负荷的环境中，那肯定是会大大加快其老化死亡的过程的，最终的结果就是细胞自溶。
细胞都没了，里面的磷还留得住吗？
可不就“吐”出来了！
所以合理的设计，真的很重要，别动不动就搞那么大的冗余，真的对微生物们太不友好。
说完好氧池，最后再说说二沉池。
那位说了：
“二沉池不是最佛系的吗，怎么它也能影响除磷？”
太能了！
例如有的项目，污泥浓度设计的高，二沉池就故意做的非常大，六七个小时停留时间都不奇怪。
这么大的停留时间，那必然就是一个厌氧环境，聚磷菌不想无效释磷都难。
另外就是二沉池的回流比，也影响生物除磷的效果。
外回流量越大，污泥龄越长，那对于聚磷菌吸磷就越不友好。
说到这，我就想起了以前有位水友的咨询：
“胖哥，我怎么通过变频来调节水泵的流量？”
这个简单，变频改变转速，转速改变流量。
而由水泵工作原理可知，水泵流量与水泵（电机）转速成正比，水泵扬程与水泵（电机）转速平方成正比。
而水泵的轴功率等于流量与扬程乘积，故水泵轴功率与水泵转速三次方成正比，既水泵轴功率与供电频率三次方成正比。
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