絮凝剂对活性污泥的作用：“抑制”或“非抑制”？

　　随着国家大力推广节能减排，加之各地的排放标准愈来愈严格，众多污水厂面临着一级A的升级改造，化学除磷成为污水厂提标改造的必然选择。当然已经运行的污水厂在很多情况下也需要投加絮凝剂以实现化学除磷。同时，有些市政污水厂也面临高氯离子进水等问题。在中国水网举办的第八期专家精品解答活动中，众多网友对“化学除磷中铝盐对活性污泥的作用”及“氯离子对活性污泥的影响”问题，讨论热烈，形成了不同的观点碰撞。
　　关注同步化学除磷中铝盐对活性污泥的影响
　　关于化学除磷，我们日常使用的药剂主要是絮凝剂，如PAC，聚合铝铁，氯化铝，硫酸铝，硫酸亚铁等。对于化学除磷，过去大家并没有过多关注絮凝剂对生物处理系统的潜在作用问题，本次论坛答疑活动中，刘智晓博士结合自己的研究和实践提出，实际运营中要关注同步化学除磷的对生物处理系统的潜在负面作用，并由此引发了热烈争论。
　　对此问题形成了两种截然不同的观点，有一种持正面观点的认为“絮凝剂尤其是铝盐对活性污泥中的微生物存在抑制作用” 。这种观点认为，只有当铝盐投加到一定浓度才会显示出抑制作用影响，即存在一个“阈值”，很多污水厂之所以没有观察到这种抑制作用，一部分原因是投加量较低，不足以显示出铝盐潜在的抑制作用；尽管有些厂看上去出水氨氮也能达标，硝化也很好，但是这并不意味着抑制作用不存在，只是因为通过其它的工艺调整措施，比如增加曝气能耗等方面掩盖或者弥补了絮凝剂的负面作用，但却在增加运行能耗等负面付出了代价等。
　　持 “铝盐对活性污泥中的微生物存在抑制作用” 这种观点的网友，还列举了大量的国内外的研究报导予以佐证，包括清华大学环境学院进行的“十一五”国家科技支撑计划项目的研究报导，以及国外的一些资料文献。根据清华大学的研究报导表明，化学除磷Fe3+、Al3+的投加对活性污泥影响存在抑制作用，其中Al3+强于Fe3+，当Al3+的投加量达到10-3 mol/L时，会对生化单元内微生物的活性产生较为明显的抑制作用。
　　当然，还有一些网友认为“铝盐对活性污泥并不存在抑制作用”，并以北京排水集团的高碑店、小红门污水处理厂为例。这两个厂化学除磷投加的就是铝盐，网友表示，两年多的运行实践表明，不存在所谓抑制作用，铝盐的投加只是提高了污泥的沉降性能。
　　对于以上争论，刘博士总结，对于三级深度处理采用的后置化学除磷，是不存在抑制作用的，因为这部份化学污泥不再返回或滞留在生物系统。但是对于同步化学除磷，也就是絮凝剂投加在曝气池出水的情况，结果则有所不同。可以肯定的是，对于絮凝剂同步投加情况，化学药剂富集是对活性污泥系统存在潜在负面作用的。目前的研究及生产实践都已经证明了这一点，因此，我们需要引起重视。尤其是对于铝盐同步投加情况，絮凝剂只能随剩余污泥排出系统，持续性投加絮凝剂会逐渐富集在活性污泥系统，对活性污泥生物活性是存在潜在的抑制作用的。当然有个事实，就是需要达到一定浓度或者投加量才会表现出来这种抑制作用。国外也有文献报导，一定条件下，化学除磷药剂不但抑制硝化过程，甚至能引起生物除磷效率的降低。
　　对于不同絮凝剂的差别，根据目前的研究和生产实践来看，以铁盐为主或者含有铁盐的絮凝剂对活性污泥种群活性抑制较小，现在有些厂已经开始尝试使用诸如聚合铝铁等絮凝剂。对于有些网友质疑化学除磷不会有高的絮凝剂投量时，刘智晓表示，每个厂的情况不同，不能一概而论。对于生物除磷作用功能较弱的污水厂，出水标准提高而又没有进行生物除磷的改造时，只能依赖化学除磷强化对磷的去除，这种情况下絮凝剂投量就较高，尤其是对出水要求较高的污水厂。当出水TP要求低于1mg/L时，随着TP指标要求的提高，絮凝剂投加量呈指数增加，而不是线性增加（见图1）。

　　因此，刘智晓博士提出，对于活性污泥系统，如果采用投加絮凝剂实现化学除磷，必须考虑到药剂对污泥活性的负面影响，尤其是对于同步投加情况，更需关注持续投加对活性污泥的负面作用。其基本原则是尽量发挥生物系统自身的内在处理潜力，甚至进行必要的改造，强化生物除磷，尽量控制药剂尤其是铝盐的投加量。另外，控制化学药剂的投量不仅能降低化学污泥的产率，而且也能改善微生物的生存环境。
　　氯离子对活性污泥的影响
　　目前国内有不少市政污水厂面临较高的进水盐度问题，影响了污水厂的运行，这也成为本期的一个热议话题。刘智晓结合自己的研究和运行实践，将盐度对活性污泥的影响概括为以下几方面：①高含盐进水会影响活性污泥微生物的活性及细胞表面特性，如对EPS含量及成分的影响，高氯离子浓度下，细胞表面EPS结构组成发生变化，蛋白质和碳水化合物的含量随着氯离子浓度升高而升高。②根据对首创下属某高氯离子污水厂进行的研究得出，当进水达到一定含盐浓度时，能改变活性污泥种群结构、硝化菌的种群结构及分布，另外，高盐度进水能使菌群多样性降低。刘智晓介绍，近期在首创爱华运营的某个高浓度氯离子污水厂进行的批次试验研究显示，当含盐量持续超过12-15g/L时，NOB会从系统消失，AOB多样性也随着含盐量升高而逐渐降低。③改变活性污泥性状，如影响SVI。进一步的研究表明，一定浓度的盐含量能改善污泥的沉降性能，也能一定程度上抑制污泥膨胀。目前首创爱华正在开展基于生产尺度上实际污水厂高含盐量活性污泥系统的运行调控及工艺优化研究，目前正在开展的就是活性污泥种群结构及多样性的研究与分析。
　　同时，也有热心网友整理了关于氯离子对活性污泥影响的报道，资料显示，一定盐度可以引起短程硝化，导致亚硝酸盐的累积；再者盐度可以改变或者影响硝化菌的种群结构，这些研究结论基本和刘智晓的观点一致。
　　本期专家答疑活动已圆满结束，此次答疑涉及了许多热点问题，得到了众多网友的积极讨论与认可。目前，第九期专家解疑答惑活动现已开始，北京杰佳洁环境技术有限责任公司总经理唐一就“中高浓度有机废水领域的问题”展开解答，欢迎各位网友踊跃参与。（ 程海静）