2012 年第 1 期
化除磷。
对上述两批式试验中的各基质变化曲线进行拟合， 可得
各基质比变化速率，如表
1
所示。
2．3
关于聚磷缺氧储存的动力学描述
国 际 水 协 最 初 的 生 物 除 磷 模 型 中 是 通 过 在 聚 磷 菌
PHAs
储 存 过 程 动 力 学 中 加 入 由
SO
2
和
SNO
3
引 起 的 抑 制 开 关 函 数 来
保证聚磷菌厌氧
PHAs
储存过程描述的
［
11
］
。 然 而 ，自 从 有 报 道
证实这一过程在好氧和缺氧条件下也可以发生以来， 动力学
表达式中已不包括上述两个开关函数。 这样就造成一个问题，
即 现 有 的 聚 磷 菌
PHAs
储 存 和 聚 磷 缺 氧 储 存 两 过 程 可 以 在 缺
氧条件下同时发生， 聚磷菌在进行释磷反应的同时也在进行
反硝化除磷。 显然这与上述试验结果相矛盾。
利 用
ASM2D
模 型 的 后 果 是 缺 氧 条 件 下 聚 磷 菌 储 存 的
PHAs
有 相 当 一 部 分 通 过 聚 磷 缺 氧 储 存 过 程 消 耗 掉 而 不 是 通
过后续的聚磷好氧储存利用。 众所周知，聚磷菌好氧生长速率
大于缺氧生长速率，这样系统聚磷菌的增长能力被低估，而生
物 强 化 除 磷 系 统 中 磷 的 去 除 主 要 是 通 过 排 出 剩 余 污 泥 实 现
的，因此系统的除磷能力也将被低估。
前面已经提到聚磷菌与异养菌在缺氧条件下存在碳源竞
争但又互不影响各自反应速率，那么如何解释进入厌氧段
/
区
的硝酸盐对聚磷菌除磷效果的破坏现象。 结合上述试验研究，
笔 者 认 为 聚 磷 菌 除 磷 性 能 的 降 低 不 是 因 为 聚 磷 菌
PHAs
储 存
速率降低而引起的， 而是由于可利用易生物降解有机物不足
造成的。
对于易降解有机物对反硝化除磷所具有抑制作用最简单
的描述就是在
ASM2D
模型中有关聚磷缺氧储存过程动力学表
述基础上增加一个关于
SA
的抑制开关。 改进后的聚磷缺氧储
存过程动力学表达式如下：
r＝q
pp
·
η
NO3
·
K
A
K
A
＋S
A
·
K
O2
K
O2
＋S
O2
·
S
NO3
K
NO3
＋S
NO3
·
S
PO4
K
PO4
＋S
PO4
·
X
PHA
/X
PAO
K
PHA
＋X
PHA
/X
PAO
·
K
MAX
－X
PP
/X
PAO
K
IPP
＋K
MAX
－X
PP
/X
PAO
·
X
PAO
进行上述修正后，模型模拟结果尤其是对厌氧池释磷的模
拟有了较大改善。 图
3
、
4
是聚磷缺氧存储动力学表达式修正前
后对
AOP
和
AAO
工艺连续流运行模拟计算结果的影响。 从图中
可以发现，增加关于
SA
的抑制开关后，对
AOP
和
AAO
工艺厌氧
池磷酸盐和
PHAs
的模拟均得到改善， 这也从一个侧面证明前
述有关乙酸对反硝化除磷过程抑制作用描述的正确性。
3
结语
对
COD
充 足 和 不 足 两 种 情 况 下 缺 氧 反 应 的 考 查 发 现 ，
PAOs
和
OHOs
之 间 的 确 存 在 对 碳 源 的 竞 争 。 但当易生物降解
有机物充足时异养菌反硝化反应和聚磷菌厌氧释磷活动均遵
循各自的动力学表达，相互之间影响不大。
环境中易降解有机物对反硝化除磷具有抑制作用。 当环
境中易降解有机物高于某一浓度时， 聚磷菌只发生厌氧释磷
反应，反硝化除磷反应被抑制或关闭；当环境中易降解有机物
低于某一浓度时，反硝化除磷反应才得以进行。 从试验结果来
看，该抑制开关浓度很低，约为
1～4mg/L
。
参考文献：
［
1］罗 固 源 ，罗 宁 ，吉 方 英．新 型 双 泥 生 物 反 硝 化 除 磷 脱 氮 工 艺 ［J］．中
国给水排水，2002，18（9）：4－7．
［
2］王爱杰，吴丽红，任南琪，等．亚硝酸盐为电子受体反硝化除磷工艺
的可行性［J］．中国环境科学，2005，25（5）：515－518．
［
3］Smolder G J F， Klop J M， van Loosdrecht M C M， et al．. A
metabolic model of the biological phosphorus removal process：Ⅰ． Effect
of the sludge retention time ［J］． Biotechnology and Bioengineering ，
1995， 48：222-233．
［
4］ 高 廷 耀 ， 顾 国 维 ． 水 污 染 控 制 工 程 ［M］． 北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ．
1999．
［
5］Wilderer P A，Jones W L，Dau U． Competition in denitrification
systems affecting reduction rate and accumulation of nitrite ［J］．Wat
Res，1987，21（2）：239-245．
［
6］Kerrn－Jespersen J P，Henze M． Biological phosphorus uptake under
anoxic and aerobic conditions［J］．Wat．Res，1993，27：617-624．
［
7］Malnou D，Meganck M，Faup G M，et al．. Biological phosphorus
removal：study of the main parameters［J］． Water Science and Tech-
nology，1984（10－11）．
［
8］Hascoet M C，Florentz M． Influence of nitrate on biological
phosphorus removal from wastewater ［J ］． Water South Africa ，1985
（
1）．
［
9］国家环保局《水和废水 监 测 分 析 方 法 》委 员 会．水 和 废 水 监 测 分 析
方法（第三版）［M］．北京：中国环境科学出版社，1989．
［
10］陈若暾，陈青萍，李振滨，等．环境监测实验［M］．上海：同济大学出
版社，1999．
［
11］张亚雷，李咏梅，译．活 性 污 泥 数 学 模 型 ［M］．上 海 ：同 济 大 学 出 版
社，2002．
60
50
40
30
20
10
0
ASM2D
模拟结果
改进后模拟结果
AA0
厌氧池监测值
磷 酸 盐 浓 度
/
（
mgP/L
）
PHAs
浓 度
/
（
mg/L
）
图3 缺氧反硝化动力学表达修改对AOP工艺厌氧池模拟的改善
图4 缺氧反硝化动力学表达修改对AAO工艺厌氧池模拟的改善
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
ASM2D
模拟结果
改进后模拟结果
AA0
厌氧池监测值
磷 酸 盐 浓 度
/
（
mgP/L
）
PHAs
浓 度
/
（
mg/L
）
高志广，王在东，周
琪，等：缺氧条件下
PAOs
与
OHOs
碳源竞争研究
表1 COD为300mg/L和不同NO
3
－
－N浓度条件下各基质比变化速率
NO
3
-
-N浓度
P/
mgP/gSS·h
NO
3
-
-N/
mgN/gSS·h
HAc/
mg/gSS·h
PHAs/
mgPHAs/gSS·h
10（C/N=30）
10.4
3.7
51.1
13.2
10（C/N=15）
10.3
4.8
47.2
13.5
20（C/N=15）
10.1
4.1
52.6
13.8
30（C/N=10）
10.2
4.4
51.8
14.9
30（C/N=5）
10.1
4.3
48.5
10.9
3
· ·