厌氧池中pH值对生物除磷的影响

第21卷第3期2005年6月

哈尔滨商业大学学报（自然科学版）

JournalofHarbinUniversityofCommerce（NaturalSciencesEdition）

Vol.21No.3

Jun.2005

厌氧池中pH值对生物除磷的影响

郭

襩1，孟昭辉2，董晶颢3

（1.仲恺农业技术学院资源环境系，广东广州510225；2.哈尔滨工业大学建筑设计研究院，

黑龙江哈尔滨150090；黑龙江哈尔滨150090）3.哈尔滨工业大学市政环境工程学院，摘

要：分析在A/O工艺下，从其机理和现场运行，研究pH值对生物除磷影响.研究发现，厌氧条件

下，随着pH值增加，液相中磷质量浓度也增加.pH值为7.5时，磷质量浓度达pH值在6.0到7.5时，到最高.随后pH增加，磷质量浓度随着下降.如果一部分污泥回流到初沉池进行水解酸化，厌氧池pH值降低有助于磷的有效释放.

关键词：厌氧释磷；城市污水；生物除磷；聚磷菌pH值；中图分类号：X703.1

文献标识码：A

文章编号：（2005）1672-094603-0292-02

StudyonpHvalueeffectonremovalofbiological

phosphorusinanaerobicpool

GUOXiu1，MENGZhao-hui2，DONGJing-hao3

（1.DepartmentofResourceandEnvironmentalEngineering，ZhongkaiUniversityofAgricultureandTechnology，China；2.TheArchitecturalDesignandResearchInstitute，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China；3.DepartmentofMunicipalandEnvironmentalEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China）

Abstract：Fromtheoreticandoperation，underA/Oprocess，thepHofanaerobicettectonbiolog-icalphosphorusremovalisdiscussedandanalyzedinthispaper.Theresultsshowedthatunder

anaerobicconditions，withpHincreasedfrom6.0to7.5，theconcentrationofphosphorusalsoincreases.WhenpHis7.5，theconcentrationofphosphorusarrivesit’stop.IncreasingpHalong，theconcentrationofphosphoruswilldecrease.Ifactivatedsludgewasrecycledtofirstset-tleandorganicmatterwasseparated，thepHofanaerobicdecreaseisusefulforanaerobicP-re-lease.

Keywords：anaerobicP-release；pHvalue；wastewater；biologicalremovalofphosphorus；phosphateaccumulatingorganisms（PAOs）

环境中pH值对微生物的生命活动影响很大，其主要作用在于：引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物对营养物质的吸收；影响代谢过程中酶的活性；改变生长环境中营养物质的可用性以及有

［1］毒物质的毒性.聚磷菌在厌氧状态下受pH影响很大，通过小实验，对其机理进行研究，同时通过现

1实验

在几个月的现场观测中，发现厌氧池pH值变

化较大，厌氧池pH值变化的主要原因是进水pH值变化造成的.在污水厂收集污水范围内，由于一些工厂排放的工业废水直接进入城市下水道.导致牡丹江城市污水处理厂进水有时成酸性，有时成碱性，因而厌氧池pH值变化范围较大，污水处理厂

场运行的结果对其验证，得出在厌氧状态下，聚磷菌具有高效除磷效果时pH值.

收稿日期：2005-01-15.作者简介：郭

（1975-），男，工学硕士，研究方向：污水处理、微生物技术.

第3期郭，等：厌氧池中pH

值对生物除磷的影响・293・

进水pH值有时达到2.9，有时pH值达到10.9.由

于前端有初沉池的缓冲作用，厌氧池的pH值在5.8～8.6范围内变化.图1是现场观测的厌氧池pH值和磷质量浓度的关系变化图.

率和释放量越大.pH值升高时则出现磷的轻微吸收，磷的吸收量和吸收速率随pH值升高而升高，随后出现磷的释放.

图2反映出pH值与液相中磷质量浓度的关系，因为这个实验是在一定进水水质和污泥质量浓度进行的，我们可以看到：pH值在6.0到7.5时，图1

实际观测的磷释放质量浓度与pH值相应关系图

由于每天的水质发生变化，厌氧池中磷释放量也会变化（厌氧池中污泥质量浓度也不可能恒定），所以厌氧池中pH值和磷质量浓度只是一个定性

关系.从图1可以看出，pH值在6.1到7.5之间波动时，厌氧池中磷的质量浓度在15mg/L小范围波动，其原因可能是水质变化和厌氧池污泥质量浓度波动造成的.

为了更好的反映pH值对磷释放的影响（排除水质变化和厌氧池污泥质量浓度对其影响），按以下方法设计一个小实验：从厌氧池进水口取混合液，把它分成8份，分别用盐酸和氢氧化钠把8个样品的pH值调节为5.0，5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5，

一个小时后测量液相中磷的质量浓度，得出以下关系图，见如图2.

图2厌氧池液相中磷的质量浓度与pH值相应关系图

2实验结果分析

在厌氧条件下pH值对磷释放试验的测定中，

有实验结果表明［2］

，pH值降低时，在极短的时间内均出现磷的大量释放，且pH值越低，磷的释放速

随着pH值增加，液相中磷质量浓度也增加，在pH值为7.5时，磷质量浓度达到最高，这是由于在厌

氧条件下，聚磷酸盐的降解如下［3，4］：

2C2H4O2+（HPO3）（聚磷）+H2O→（C2H4O2）2

（储存有机物）+PO3-4+3H+

从上式可以看出，厌氧条件下磷释放过程中磷的积累有H+放出，

从反应来看，在一定范围内，厌氧池中pH值上升对磷的释放有利.

pH值降低时出现磷大量释放，

其原因是pH值降低时导致细胞结构和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，导致磷快速释放.

pH值升高时液相磷质量浓度下降的原因是产生磷酸钙类沉淀，使一部分磷沉淀到菌胶团表面.聚磷菌的最佳pH值生长范围为6.5～7.5，适应pH值范围为6.0～8.0，当pH值低于6.0时不再增长，所以pH值低于6.0时，pH值降低时导致细胞结构和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，导致磷快速释放，这些磷的释放不是磷在合成PHB时进行生化反应时释放，是属于磷的无效释放.当pH值高于8.0时，厌氧池液相中磷的质量浓度下降是由于形成了碱式磷酸钙沉淀.

另一方面，如果在初沉池进行水解酸化，导致pH值降低，

它有助于磷的有效释放.当厌氧池进水pH值为6.5左右时，

厌氧池出口处磷的质量浓度较高.图3是现场运行中几天的数据.

图3

厌氧池液相中磷的质量浓度与时间的关系图

（下转297页）

第3期XUJia-shu，etal：Hyperlinkalgorithmbasedonanchortextsrelevance

Table2Resultsoftherelevancecalculation

basedontheanchortexts

・297・

PageRank，thealgorithmwasbroughtforward.First，

considertheanchortextsofwebpages.Second，calcu-latetherelevancebetweenthequerykeywordsandtheanchortextswiththeVectorSpaceModel，andfinallyintegratePageRankarithmetictoraisetheaccuracyofretrieve.EmulationexperimentresultsshowedthatthealgorithmcanraisetheprecisionofPageRank.参考文献：

［1］BORDERA，KUMARR，MAGHOULF，etal.GraphStructurein

［EB/OL］theWeb.Proc.WWW9Conference，May2000.Seealso：http：//www9.org/w9cdrom/160/160.html.309-320.

［2］PAGEL，BRINS，MOTWANIR，etal.ThePageRankCitation

Ranking：BringingordertotheWeb［EB/OL］.http：//www-db.stanford.edu/backrub/pageranksub.ps，January，1998.

［3］TAHERH.EfficientComputationofPagerank.TechnicalReport

［EB/OL］.DatabaseGroup，ComputerScienceDepart-1999-31

ment，StanfordUniversity，February1999.http：//dbpubs.stanford.edu/pub/1999-31.

［4］ChaoJun.TheAnatomyofPageRankTechnologyofGoogle［J］.

（10）：（InChinese）JournalofInformation，2002，2115-18.

Page12345

Similarity0.814200.816501.000000.707100.70710

Relevance0.401920.402110.213840.193540.19379

6Conclusion

InPageRankarithmetic，everyhyperlink’sweight

thattoberegardedasidentical，andtheimportanceofwebpagescanbecalculatedusingtheamountofhyper-links.

Therefore，theretrievaleffectdoesnotbetosomuchsatisfactory，therearetheplantofwebpagesintheresultsthatarenotunconcernedbetweenthequerykeywordsandthewebpages.Toraisetheaccuracyof

（上接293页）

从图3可看出，出水中磷的质量浓度较高，其主要原因是由于进行水解酸化，污水中低级脂肪酸的含量增加.它是影响聚磷菌厌氧释磷的一个关键因素.在厌氧条件下，聚磷菌利用细胞内积聚的聚磷（Poly-p）和糖原（Glycogen），在分解代谢时产生的能量和还原动力，吸收细胞外的低级脂肪酸，合成聚β-羟基丁酸（PHB），储存在细胞内，而后在缺氧或好氧的条件下，用于微生物的生长、糖原的合成和维持细胞代谢，还为细胞外磷的吸收及其在体.所以此时磷的释放是有效的，它有利于生物除磷效果提高.从现场运行看，这几天二沉池出水TP都在1.0mg/L以下.

内Poly-p的合成提供能量

［5，6］

被聚磷菌再吸收.在城市污水处理厂中，由于汇入大量工业废水，导致pH值变化较大，这种现象在

生物除磷中要尽量避免.参考文献：

［1］任南琪，周大石，马

放.水污染控制微生物学［M］.哈尔滨：

黑龙江科学技术出版社，1997.

［2］KUBAT，VANLOOSDRECHTMC，HEIJNENJJ.Biologicalde-phosphatationbyactivatedsludgeunderdenitrifyingconditions：pHinfluenceandoccurrenceofdenitrifyingdephosphatationinafull-［J］（12）：scalewastewatertreatmentplant.Wat.Sci.Tech，1997，3675-82.

［3］国家城市给排水工程技术研究中心译.污水生物与化学处理

技术［M］中国建筑工业出版社，2001..北京：

［4］SMOLDERSGJ，VANDERMEJJF.Modeloftheanaerobicme-tabolismofthebiologicalphosphorusremovalprocess：Stoichiometry［J］andpHinfluence.BiotechnologyBioeing，1999，44：837-848.［5］HUZhirong，WENTZELMC.Anoxicgrowthofphosphate-accu-（PAOs）inbiologicalnutrientremovalactivatedmulatingorganisms

［J］sludgesystems.Wat.Res，2002，36：4927-4937.

［6］CHANGWC，CHIOURJ.Effectofanaerobicconditionsonacti-［J］vatedsludgefilamentousbulkinginlaboratorysystems.Wat.Res.（12）：20011541-1546.

［7］郑兴灿，李亚新.污水除磷脱氮技术［M］中国建筑工业.北京：

出版社，1998.

3结语

［7］

根据磷的有效释放和无效释放原理，在厌氧

条件下，如果pH值降低是由于进水中含量VFA较高造成的，导致了磷大量释放，则属于磷的有效释放，对生物除磷有利；如果pH值降低是由于进水中含有强酸较多造成的，微生物由于pH值降低而中毒造成磷释放，则是磷的无效释放，磷的无效释放对生物除磷是有害的，释放出磷在好氧池中不能