碳源有限條件下AAO工藝中脫氮與除磷的競爭關系及調控策略
（來源 微信視頻號：WATERCNWW1985）
一、碳源競爭的本質與工藝矛盾
在传统AAO工艺中，反硝化菌与聚磷菌（PAOs）对碳源的竞争是核心矛盾。当进水碳氮比（BOD5/TN）低于4-5时，反硝化菌会优先消耗易降解有机物（如VFAs），导致PAOs无法在厌氧段完成PHAs的合成，进而抑制释磷行为。实验表明，当厌氧区硝酸盐浓度>1.0 mg/L时，PAOs释磷速率会降至2.4 mg/(g·d)。这种竞争关系在碳源不足时尤为突出，此时系统需在脱氮与除磷之间进行优先级选择。
二、碳源分配的經濟性考量
从经济角度分析，单位总氮（TN）的药剂去除成本通常高于总磷（TP）。以甲醇为例，反硝化1kg NO3-N需投加5kg COD（约3.3kg甲醇），而生物除磷主要依赖污泥排放，碳源投加量仅需满足COD/TP>15。因此，优先保障脱氮具有成本合理性。但需注意：
碳源利用效率：高效系統可通過優化微生物群落（如抑制聚糖菌GAOs）實現碳源的雙重利用；
工藝改進：A-AAO等改良工藝通過減少內回流幹擾，可提升碳源分配靈活性。
三、GAOs與PAOs的競爭調控
在30℃、SRT≈10d的長泥齡條件下，GAOs對乙酸鹽的吸收速率顯著高于PAOs。爲抑制GAOs優勢：
泥齡控制：將SRT縮短至5-7d，削弱GAOs的適應能力；
碳源類型：投加乙酸等短鏈脂肪酸可促進PAOs選擇性增殖；
厭氧區優化：通過預缺氧段降低回流汙泥中的硝酸鹽濃度，減少其對PAOs的抑制。
四、分段碳源分配的控制難點
提出的"A-GAOs/A-PAOs/O-AOB/NOB/A-反硝化"分段策略存在以下挑戰：
微生物群落穩定性：需精確控制各段DO（0.2-0.5mg/L）、SRT（5-15d）等參數，避免功能菌群流失；
碳源遷移效率：內碳源（如PHAs）的跨區傳遞受水力停留時間限制，實際利用率可能不足30%；
動態響應能力：進水水質波動時，需實時調整碳源投加量，對控制系統要求極高。
五、解決方案與工藝改進方向
碳源精准投加：基于在線監測數據（如NO3-N、PO4-P濃度）動態調整碳源投加量；
工藝耦合：采用UCT或MUCT工藝，通過內回流隔離硝酸鹽幹擾；
微生物強化：投加固定化反硝化菌或PAOs菌劑，提升特定功能菌群比例。
六、結論
碳源有限條件下，AAO工藝的脫氮除磷競爭本質是微生物代謝需求的沖突。通過工藝改良（如A-AAO）、參數優化（SRT、DO）和智能控制（碳源動態投加），可在保證脫氮優先的前提下實現除磷達標。但需注意，過度追求碳源高效利用可能增加系統複雜性，需權衡運行成本與控制難度。
碳源有限條件下AAO工藝中脫氮與除磷的競爭關系及調控策略
碳源有限條件下AAO工藝中脫氮與除磷的競爭關系及調控策略
