为保证城镇污水厂出水总磷达标排放,以A^2/O工艺为研究对象,采用生物除磷与前置化学除磷相耦合的方法,重点考察Al_2(SO_4)_3投加量对出水TP含量以及反应器内活性污泥性能的影响。结果表明,铝、磷摩尔比为1:1时,出水COD和TP、NH4^+-N、TN含量均达到了GB 18918-2002的一级A标准;铝、磷摩尔比为0.5:1时,出水TP的质量浓度则高达2.0 mg/L左右。铝、磷摩尔比为1:1时,好氧污泥SVI由投药前的87.4 m L/g降至74.2 m L/g,ζ电位由-4.73 m V降至-7.16 m V,氧吸收速率由3.185 mg/(g·min)升到3.462 mg/(g·min),胞外聚合物(EPS)的总量由66.25mg/g升到105.2 mg/g,蛋白质与多糖的质量比由5.23降至2.09,表明污泥活性、沉降性能、脱水性能增强。进行好氧污泥微生物群落结构分析,发现铝、磷摩尔比为1:1时微生物种属由投药前8种减为5种,微生物丰度降低,拟杆菌和绿弯菌的比例有所上升,与变形菌一起成为反应器内优势菌群。
考察了A2/O同步化学除磷工艺中Al2(SO4)3投加量对TP、COD、NH+4-N和TN的去除率与活性污泥性能的影响。结果表明,常温(18~32℃)条件下同步化学除磷最适宜的Al2(SO4)3投加量为铝、磷摩尔比0.5∶1,此条件下出水TP、COD、NH+4-N和TN浓度均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。研究同时发现,Al2(SO4)3投加后,活性污泥的沉降性能和污泥活性均有所增强,其中SVI值由93.8 m L·g-1降至81.3 m L·g-1,Zeta电位由-5.5 m V降至-11.8 m V,胞外聚合物EPS含量增加了59.9%,蛋白质与多糖的比例由5.2降至2.1,比耗氧速率由4.2 mg·(g·min)-1升高到6.7 mg·(g·min)-1(以MLSS计)。微生物菌群结构分析结果表明,投药后污泥中微生物种类由投药前的8种减少为6种,硝化菌和反硝化菌比例有所降低,聚磷菌比例升高为6%。在低温(0~10℃)条件下,Al2(SO4)3投加量需有所增加,当铝、磷摩尔比为1∶1时,反应器出水TP、COD、TN和NH+4-N浓度方可达到一级A标准。
