有很多读者在后台问我，普通运行的污水厂要怎么对聚糖菌GAO进行监测，并采取相应的措施来降低聚糖菌在夏季高温期间对生物除磷的影响呢？这周我们就围绕这个话题继续展开讨论。
一 污水厂内如何进行GAO的测定
在污水处理厂的实际运行中，不太可能有条件做昂贵的基因测序(如FISH或qPCR)，但是可以通过化验室的日常监测的水质指标和指标降解的变化值来进行判断，这是污水厂内比较有效而且适用的诊断法。
结合GAO和PAO的生物机理，利用污水厂内可以具备的化验能力，设计出针对GAO存在的化验方法，来确定生化系统系统内的GAO是否已经过多，影响PAO的除磷功能。
1、厌氧释磷与碳源吸收比值（）
这是日常监测中最实用、成本最低的诊断指标。由于PAO吸收碳源必须排磷，而GAO吸收碳源“只吃不排”，通过计算两者的比例，能直接看出碳源被谁抢走了。
a.化验方法
分别采集厌氧段起点(进水与回流污泥充分混合后)和厌氧段终点(进入缺氧或好氧池前)的过滤水样。
测定两点的溶解性正磷酸盐以及挥发性脂肪酸(VFAs)或溶解性易降解COD(rbCOD),由于rbCOD的监测方法相对较为繁琐，推荐污水厂化验室采用VFAs作为碳源消耗的监测值。
计算公式：
比值=(厌氧终点磷-厌氧起点磷)/(厌氧起点碳源-厌氧终点碳源)
b.诊断标准（以醋酸钠/VFA计）
ΔP/ΔVFA比值(mg P/mg乙酸)> 0.40,PAO绝对优势。除磷状态极佳，碳源几乎全被聚磷菌利用。
ΔP/ΔVFA比值(mg P/mg乙酸)在0.20 ~ 0.40区间，GAO开始混杂竞争。系统有恶化趋势，GAO 抢占了一部分碳源。ΔP/ΔVFA比值(mg P/mg乙酸)< 0.15，GAO占主导。进水碳源大半被 GAO 偷走，即使延长厌氧时间，释磷量也极低，除磷效率滑铁卢。附：VFAs的化验室简易监测方法：
·先用酸滴定至pH 3.0(或4.0)，记录酸消耗量a。
·煮沸或曝气去除CO₂后，用碱(可选用NaOH)滴定回pH6.5(或7.0)，记录碱消耗量b。
VFAs≈b×碱浓度×1000/水样体积(mmol/L，再换算为mg/L乙酸)
碱度≈(a–b)×浓度×1000/水样体积
2、污水厂化验室烧杯释磷/吸磷速率试验
如果现场工艺受到工业废水波动或反硝化夹带的干扰，导致前面两个指标看不清，可以直接在化验室做一个烧杯批试验，把污泥拉到“标准环境”下测它的极限战斗力。【简易试验流程】
a.操作步骤
取样与清洗
：从好氧池末端或二沉池回流污泥取2L混合液，在化验室曝气30分钟以消耗掉残余碳源。然后静沉，撇去上清液，用清水洗涤一次以排除水中有干扰的磷。
厌氧试验（测释磷速率sPRR）
：将泥样放入密闭烧杯，加入过量的醋酸钠(使其初始COD达到100~150mg/L)，搅拌开启厌氧模式。在第0、5、10、20、40、60分钟分别取样，测定过滤后的磷浓度和COD浓度。
好氧试验（测吸磷速率sPUR）
：厌氧1小时后，开启充氧泵强力曝气(维持DO>2.5mg/L)，在第10、20、40、60、90、120分钟取样测磷浓度。
将测得的磷浓度随时间的变化画成曲线，计算其斜率(即比速率，单位：mgP/(g VSS·h))：
特征一：厌氧曲线“吸碳快、释磷慢”在活性污泥中的PAO占据主导地位时，在系统内有过量碳源时，释磷曲线非常陡峭。如果系统内的GAO占据主导地位，在曲线上可以看到COD在前20分钟快速下降，但在这20分钟内磷的上升曲线非常平缓，这说明活性污泥的碳源吸收速率虽然很高，但主要是GAO对碳源的吸收，不是PAO的吸收。
特征二：好氧曲线“平缓无力，无法归零”正常除磷污泥的好氧吸磷斜率（sPUR）很大，能在60-90分钟内把水中的磷吸到接近0mg/L。而GAO数量占据主导的活性污泥，由于厌氧段根本没释放多少磷，好氧段的吸磷曲线近乎一条平线，即使延长曝气，水中的剩余磷也居高不下。污水厂在化验室设计这两种针对GAO和总磷消解的曲线监测以后，就可以在污水厂内形成完整的聚糖菌GAO的多重的监测机制：
一重机制（宏观表象）
：夏季水温超 25℃，进水 C/P 比明明大于 40(碳源理论上很足)，但二沉池总磷开始无故超标。
二重机制（日常化验）
：厌氧段△P/△COD吸收比值跌破0.2mgP/mg COD。
三重机制（确诊主导）
：化验室烧杯试验中，污泥比释磷速率（sPRR）相对于正常时段的速率严重下降。
污水厂运行管理人员一旦通过这三重机制确定了，必须立刻采取工艺干预(如拉高厌氧段 pH 至 7.5 以上、加大剩余污泥排放以缩短泥龄)，通过工艺调控手段对系统内的聚糖菌GAO的进行调整。
二 污水厂针对GAO的工艺调整措施
污水厂现阶段大量使用的传统的AAO(厌氧-缺氧-好氧)工艺中，脱氮（硝化菌）与除磷（聚磷菌PAO/抑制聚糖菌GAO）对泥龄（SRT）的要求是完全对立的：硝化菌增殖极慢，需要长泥龄防止流失；而压制GAO、促进PAO则需要通过频繁排泥来实现短泥龄。
对于这种不同生物处理功能对污泥泥龄的不同需求，工艺调整上不能采取一成不变的做法，而是要通过时间上的动态切换和空间上的灵活调整来实现精细化平衡。下面我们来从几个方面来谈谈控制GAO的精细化调控策略工艺：
1.污泥龄调整：季节性的污泥泥龄动态调控
硝化细菌和GAO的生长速率都高度依赖水温。工艺管理者可以利用水温变化导致的动力学差异，在一年中动态调整泥龄，寻找两者的“黄金交叉点”。
冬季（低温期，水温<15°C）——全面偏向脱氮
工艺现状
：低温下硝化菌活性极低，稍不注意就会被在调整污泥龄过程中排出系统；但研究表明GAO在低温下代谢几乎停滞，无法对PAO构成威胁。
调整策略
：低温下可以将泥龄拉长至15~25天。而不用考虑GAO的数量增殖，低温期可以通过延长污泥龄确保系统的氨氮和总氮达标。
夏季（高温期，水温> 25°C）——进行GAO的排放
工艺现状
：高温下GAO增殖速率反超PAO，如果不缩短泥龄，GAO会迅速增加成为厌氧段的主导微生物。但同时，高温下硝化菌的生长速率也呈指数级上升，其极限生存泥龄()大幅缩短。
调整策略
：进行所短泥龄的工艺调整策略，将泥龄压缩至10天以内。因为在25°C以上，硝化菌只需要3~5天左右的泥龄就能安全存活。这个极短的泥龄既能保住硝化系统不崩溃，又能利用PAO厌氧段抢食更快的爆发力，强行把GAO从系统中排出。
2.：工艺升级：引入MBBR工艺
如果仅靠调节排泥无法同时满足极高标准的脱氮和除磷要求，最彻底的解决办法是从空间上把两类细菌“分家”，即空间分离。
工艺做法
：在AAO工艺的好氧区（Oxic）投加悬浮填料(即升级为活性污泥和生物膜的泥膜法复合工艺)。
解耦原理
长泥龄的生物膜进行脱氮
：具有附着生长、繁殖慢的硝化细菌会生存在填料内部的生物膜上，不随剩余污泥排出，其等效泥龄可以达到几十天甚至上百天，脱氮能力拉满。
短泥龄的活性污泥进行除磷
：负责除磷的PAO则以悬浮活性污泥的形式存在于混合液中。此时，污水厂可以尽可能加大排泥，将悬浮污泥的泥龄控制在5~10天的较短水平。
效果
：系统同时拥有了“长泥龄的膜”和“短泥龄的泥”，在彻底压制GAO的同时，总氮和总磷同时达标。
3.功能分区切换：动态好氧/缺氧区域调整
泥龄的本质是SRT=污泥总量/每日排泥量。在排泥量固定的情况下，可以通过调整系统内的好氧体积(兼性区域)来精准控制硝化菌的实际停留时间。
工艺做法
：将好氧池的前1/3或1/4设计为可变区域，配备微孔曝气装置和搅拌/推流器。
调控策略
：
在夏季，关闭该区域的曝气，开启搅拌，使其变成缺氧段(拓展反硝化容积)。这样实际的好氧体积减小了，在维持整体排泥量(短泥龄压制GAO)的同时，由于夏天硝化速率高，缩小的好氧容积依然能完成硝化。
在冬季，重新开启曝气，扩大好氧体积，为慢速生长的硝化菌提供充足的反应时间。
4.辅助加药：化学除磷协同与侧流碳源优化
如果由于工艺、污泥脱水能力的限制，污水厂的活性污泥泥龄在8~12天范围内变化的这种中间态(既无法完全压制GAO，又勉强维持硝化)，则需要利用外部加药的方式弥补系统内PAO的不足，也就是运维人员通用的化学除磷的方式。
外加化学除磷分担压力
：允许泥龄稍微拉长以绝对优先保证总氮达标。对于因GAO竞争而导致的生物除磷效率下降，在好氧池末端或二沉池前精准投加铁盐或铝盐进行化学辅助除磷，作为系统的安全底线。
厌氧段引入“丙酸”倾向碳源
：在厌氧段前置初沉池引入污泥发酵液，或者外加人工碳源时选择丙酸钠。因为GAO对丙酸的利用率极低，而PAO会快速利用。通过可利用碳源种类微调，可以在长泥龄下也可以保持PAO快速繁殖能力。
在污水处理厂中，针对GAO的控制是精细化管理的体现，也是污水厂进行药剂成
本管控的工艺控制手段，在面对脱氮与除磷的泥龄冲突时，污水厂的工艺管理人员进行的精细化决策顺序可以从下面的途径进行：
水温监测(冬季)<15℃：泥龄长控制(15-20d)→保氮为主；(夏季)>25℃：泥龄极限缩短(5-10d)→兼顾氮磷，排出GAO。
如果常年无法平衡，应优先考虑在好氧段投加填料进行MBBR工艺改造、对好氧段进行兼性区域的设定，这样可以从根本上解决泥龄矛盾、同时兼顾脱氮除磷的工艺改造。
这一期的话题其实也是为污水厂的管理提出一些新的思路，对于一些难以实现精准的检测的过程指标，我们可以通过生物机理和处理过程得宏观表现和选择合理的过程参数得检测实现对该指标的处理工艺效果确定，从而对工艺运行实现更精细化的管理。
原标题：夏季除磷的微生物竞争控制
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