導讀(du):：工(gong)藝采用A/O方式運行。要實現系統(tong)脫氮除磷。筆者以大學校園的實際生(sheng)活污水為(wei)處理對象。

關鍵詞(ci)：分(fen)散型污(wu)水處理，SBR工藝，脫氮除磷，生活污(wu)水

渭(wei)河關(guan)中地區(qu)是經(jing)濟(ji)文化的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)中心，渭(wei)河為關(guan)中地區(qu)的(de)(de)(de)(de)主要河流(liu)，是該地區(qu)的(de)(de)(de)(de)主要地表水(shui)(shui)水(shui)(shui)源(yuan)。近年來(lai)該流(liu)域經(jing)濟(ji)發(fa)(fa)展(zhan)相對落(luo)后(hou)，但渭(wei)河污(wu)(wu)(wu)(wu)染仍未(wei)得(de)到根本(ben)控制(zhi)。除工業廢水(shui)(shui)排(pai)入渭(wei)河外，在距離(li)(li)(li)城市建(jian)成(cheng)(cheng)區(qu)一定距離(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)鄉村，不(bu)(bu)斷有(you)旅游(you)度假(jia)村、大學新校區(qu)和(he)房地產開發(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)居民小區(qu)建(jian)成(cheng)(cheng)，這(zhe)(zhe)些(xie)新增(zeng)人口(kou)聚集(ji)點多分布(bu)在渭(wei)河支(zhi)流(liu)上游(you)。由于(yu)遠離(li)(li)(li)城區(qu)，城市排(pai)水(shui)(shui)管網往(wang)(wang)往(wang)(wang)未(wei)能(neng)覆(fu)蓋這(zhe)(zhe)些(xie)地區(qu)，新建(jian)社園區(qu)自(zi)身的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)系(xi)統建(jian)設(she)和(he)基(ji)礎設(she)施的(de)(de)(de)(de)建(jian)設(she)不(bu)(bu)能(neng)同步，這(zhe)(zhe)些(xie)人群聚居點所(suo)產生的(de)(de)(de)(de)生活污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)不(bu)(bu)少未(wei)經(jing)處(chu)理(li)(li)直接排(pai)入了(le)河流(liu)，形成(cheng)(cheng)了(le)河流(liu)污(wu)(wu)(wu)(wu)染的(de)(de)(de)(de)新污(wu)(wu)(wu)(wu)染源(yuan)。即使建(jian)設(she)了(le)各自(zi)的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)系(xi)統，由于(yu)經(jing)濟(ji)方面以及對分散型污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)掌握(wo)和(he)處(chu)理(li)(li)設(she)施運(yun)行管理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)經(jing)驗(yan)不(bu)(bu)足，往(wang)(wang)往(wang)(wang)處(chu)理(li)(li)成(cheng)(cheng)本(ben)較高，處(chu)理(li)(li)效果不(bu)(bu)穩定、出水(shui)(shui)難以達標。因此尋(xun)求低耗高效、工藝成(cheng)(cheng)熟、操作簡單的(de)(de)(de)(de)分散型生活污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)系(xi)統，對緩解渭(wei)河流(liu)域水(shui)(shui)污(wu)(wu)(wu)(wu)染危(wei)機(ji)具有(you)重要的(de)(de)(de)(de)實(shi)際意義。

社(she)園區內人(ren)(ren)員由于有著較為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)息(xi)規律，其排水(shui)也呈現出高度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)步(bu)性(xing)，因(yin)此社(she)園區污(wu)(wu)(wu)水(shui)伴隨著人(ren)(ren)員的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)息(xi)有著明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“峰”與“谷”，甚至夜間某些時(shi)(shi)段(duan)幾乎不排水(shui)。針對分(fen)散(san)性(xing)污(wu)(wu)(wu)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)排水(shui)特(te)性(xing)，社(she)園區污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)工(gong)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)人(ren)(ren)員多傾(qing)向于選(xuan)用結構緊湊、“占(zhan)地(di)面積(ji)小(xiao)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)序批式活性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥法(sequencing batch reactor activated sludge process ,簡(jian)稱(cheng)SBR)工(gong)藝。SBR 與傳(chuan)統(tong)活性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥法相(xiang)比，工(gong)藝簡(jian)單成熟、投資(zi)低運(yun)(yun)行(xing)費用少范文。反(fan)(fan)(fan)應(ying)過程(cheng)基質(zhi)濃(nong)度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)大,反(fan)(fan)(fan)應(ying)推動(dong)力大,均化(hua)(hua)水(shui)質(zhi)，無需污(wu)(wu)(wu)泥回流(liu)，耐沖擊負荷能(neng)力強，污(wu)(wu)(wu)泥活性(xing)高，沉降(jiang)性(xing)能(neng)好(hao)等(deng)顯(xian)著特(te)點，通過改變系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)方式，可(ke)以實(shi)(shi)現污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物除(chu)(chu)磷(lin)(lin)脫(tuo)(tuo)氮(dan)。溶解(jie)氧(yang)是影(ying)響同(tong)(tong)步(bu)硝(xiao)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)效果(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)因(yin)素之一(yi)，也是實(shi)(shi)現節能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)條件之一(yi)。Katie等(deng)在(zai)研(yan)(yan)究(jiu)以內貯PHB作(zuo)電(dian)子受體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)步(bu)硝(xiao)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)時(shi)(shi),得(de)到溶解(jie)氧(yang)濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最佳(jia)范圍(wei)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)0.8～1.2mg/L[1]。Pochana等(deng)對粒徑為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)50～110μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絮(xu)體(ti)(ti)進行(xing)了研(yan)(yan)究(jiu),發(fa)(fa)現當(dang)DO為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)0.8 mg/L時(shi)(shi)SND率最高,可(ke)達80%[2]。Meyer等(deng)研(yan)(yan)究(jiu)同(tong)(tong)步(bu)硝(xiao)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)脫(tuo)(tuo)氮(dan)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)時(shi)(shi)發(fa)(fa)現當(dang)DO為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)0. 32～0. 48 mg/L時(shi)(shi),氧(yang)氣(qi)可(ke)穿透直(zhi)徑為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)50～100μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絮(xu)體(ti)(ti)[3]，由于社(she)園污(wu)(wu)(wu)水(shui)C/TN=4～6，要(yao)實(shi)(shi)現系(xi)統(tong)脫(tuo)(tuo)氮(dan)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)，碳源(yuan)是主要(yao)限制(zhi)(zhi)因(yin)素。近些年(nian)，大量研(yan)(yan)究(jiu)表明(ming)在(zai)好(hao)氧(yang)段(duan)能(neng)實(shi)(shi)現好(hao)氧(yang)硝(xiao)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)[4，5]，反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)聚(ju)磷(lin)(lin)[6]，與傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物脫(tuo)(tuo)氮(dan)相(xiang)比,好(hao)氧(yang)反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)具有能(neng)縮短脫(tuo)(tuo)氮(dan)歷程(cheng),節省碳源(yuan),降(jiang)低動(dong)力消耗(hao),提高處(chu)理(li)(li)能(neng)力,簡(jian)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)和操作(zuo)等(deng)優點。SBR時(shi)(shi)間上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)DO梯度(du)(du)(du)及活性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥絮(xu)體(ti)(ti)內部(bu)DO梯度(du)(du)(du)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)實(shi)(shi)現反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)聚(ju)磷(lin)(lin)提供條件。控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)溶解(jie)氧(yang)曝氣(qi)末端為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)1.5mg/L左右，在(zai)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器內及污(wu)(wu)(wu)泥絮(xu)體(ti)(ti)可(ke)以形成良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶解(jie)氧(yang)梯度(du)(du)(du)。筆(bi)者(zhe)以大學校園的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)際生活污(wu)(wu)(wu)水(shui)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)處(chu)理(li)(li)對象，考(kao)察了SBR同(tong)(tong)步(bu)脫(tuo)(tuo)氮(dan)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)效果(guo)及其影(ying)響因(yin)素，旨在(zai)從簡(jian)化(hua)(hua)操作(zuo)、降(jiang)低能(neng)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角度(du)(du)(du)出發(fa)(fa)，研(yan)(yan)究(jiu)適應(ying)渭河流(liu)域分(fen)散(san)型(xing)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)SBR工(gong)藝運(yun)(yun)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優化(hua)(hua)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)條件。

2.材料與方法(fa)(Materials and Methods)

2.1試(shi)驗裝(zhuang)置

SBR試(shi)驗裝置如圖1所示

試驗裝置如圖1所示, SBR反應器的尺(chi)寸為：L*B*H=92*60*55cm,超高取5cm;有(you)效工作容積為250L,采用鼓風穿孔(kong)曝(pu)氣(qi)(qi)管曝(pu)氣(qi)(qi)，用氣(qi)(qi)體(ti)流量(liang)計調節曝(pu)氣(qi)(qi)量(liang)。

1.校園排污總口(kou)2. 潛污泵(beng)3.可編(bian)程控(kong)制器4曝氣泵(beng)5.攪拌器6.反應器7.穿孔(kong)曝氣泵(beng)8.出(chu)水泵(beng)9.出(chu)水箱

圖1試驗裝置(zhi)圖

2.2原水水質(zhi)及種泥(ni)來源

試驗采用西(xi)安建筑科技(ji)大學北校區(qu)生活(huo)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui),以(yi)西(xi)安市鄧家村污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)A2/O工(gong)藝(yi)的回流污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)為(wei)種(zhong)泥(ni)(ni)進(jin)行接種(zhong)，接種(zhong)后反應器污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)濃(nong)度(du)為(wei)2213mg/L, SVI為(wei)180L/g，經(jing)過培(pei)養馴化，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)濃(nong)度(du)穩定在(zai)2000mg/L左右，SVI為(wei)150L/g，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)于微膨脹狀態。生活(huo)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)來自校園(yuan)的排污(wu)(wu)(wu)總口下水(shui)(shui)道(dao),進(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質見表1。

表(biao)1 校(xiao)園污水(shui)水(shui)質

Table 1 Quality of schoolyard domestic sewage

2.3試驗運行參(can)數

SBR工藝(yi)采用(yong)A/O方式(shi)運(yun)行，6h為一(yi)周期，其中厭氧攪(jiao)拌2h，厭氧攪(jiao)拌30min后(hou)進水(shui)(shui)20min，曝氣(qi)2h環境保護(hu)，沉(chen)淀1h后(hou)出水(shui)(shui)5min，閑置1h，排(pai)水(shui)(shui)比(bi)1/2。污泥濃(nong)度維持在2000mg/L,曝氣(qi)末端溶解(jie)氧維持在2mg/L,污泥齡為15d，試驗期間反應(ying)器內(nei)部溫度為30±3℃。

2.4分析(xi)方法(fa)

各項水質指標的(de)測(ce)定均參照《水和(he)廢(fei)水監測(ce)方法》(第4版(ban))。CODcr：重鉻(ge)酸(suan)鉀(jia)法;氨(an)氮：鈉氏試(shi)劑法;硝酸(suan)鹽(yan)氮：紫外分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)法;亞硝酸(suan)鹽(yan)氮，N-(1-萘(nai)基)-乙二(er)胺光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)法;TN, 過硫酸(suan)鉀(jia)消解-紫外分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)法;磷(lin)，鉬(mu)銻(ti)抗分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)法(UV—7504紫外可見分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)計); DO，HI9146便攜式溶解氧儀(HANNA，意(yi)大利)。

3 結(jie)果與分(fen)析

3.1反應器的凈(jing)化效(xiao)果

試驗5-11月進行為(wei)期6個多月，穩定運行。

圖2 原水、出水COD濃度及其去除率變化

圖3 原水、出水磷及其去(qu)除率(lv)變化(hua)

圖4 原水、出水氨氮(dan)及其去除(chu)率變化

圖(tu)5 原水(shui)、出水(shui)總(zong)氮(dan)及(ji)其(qi)去(qu)除(chu)率(lv)變化

從(cong)圖(tu)2、圖(tu)3圖(tu)4及圖(tu)5可(ke)以看(kan)出(chu),在處(chu)理(li)工藝穩定運行期間,厭氧(yang)/好(hao)氧(yang)-SBR反應(ying)器中同(tong)步脫氮除(chu)磷的效果良好(hao),COD、NH3-N、TN和正磷酸鹽的出(chu)水(shui)平均濃(nong)度分別為35.5mg/L 、1.38mg/L、10.93mg/L和0.05 mg/L,平均去除(chu)率(lv)達到83%、94%、70%和97%,出(chu)水(shui)濃(nong)度不僅均滿足城市污水(shui)處(chu)理(li)廠排(pai)放標一級(ji)B標準,總(zong)磷的出(chu)水(shui)濃(nong)度還可(ke)達0.5mg/L以下(xia)。

3.2同步脫氮除(chu)磷情況

3.2.1典型周(zhou)期內磷(lin)去(qu)除(chu)

厭(yan)(yan)氧(yang)條件(jian)(jian)下磷(lin)(lin)釋(shi)(shi)放的(de)(de)(de)(de)充(chong)分程度(du)和合成(cheng)的(de)(de)(de)(de)PHB量(liang)(liang)是隨后好氧(yang)條件(jian)(jian)下過量(liang)(liang)攝磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)充(chong)分條件(jian)(jian)和決定(ding)性 [7]，在(zai)進水(shui)之前進行(xing)厭(yan)(yan)氧(yang)攪(jiao)拌有(you)利(li)于多聚磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)徹底(di)氧(yang)化水(shui)解(jie)(jie)，細(xi)胞(bao)(bao)(bao)能(neng)夠充(chong)分釋(shi)(shi)磷(lin)(lin)。聚磷(lin)(lin)菌(jun)(PAOs)在(zai)厭(yan)(yan)氧(yang)段(duan)利(li)用細(xi)胞(bao)(bao)(bao)內多聚磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)水(shui)解(jie)(jie)反應(ying)來獲取(qu)能(neng)量(liang)(liang)，用于吸收易降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)有(you)機物(VFAs)并同化為細(xi)胞(bao)(bao)(bao)內儲備營養物PHB，水(shui)解(jie)(jie)產物正磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)則被釋(shi)(shi)放到細(xi)胞(bao)(bao)(bao)外，即(ji)在(zai)厭(yan)(yan)氧(yang)段(duan)，磷(lin)(lin)濃(nong)度(du)呈現(xian)(xian)不斷增加的(de)(de)(de)(de)趨勢。ChangC H等(deng)人的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)發(fa)現(xian)(xian)，如(ru)果(guo)(guo)(guo)SBR排(pai)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)硝酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)濃(nong)度(du)從10.9mg/L減少到5.6mg/L時，磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)去除(chu)率可以(yi)從80%提高到98%。Pitman等(deng)人的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)證明，如(ru)果(guo)(guo)(guo)回流污泥中硝酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)低(di)于5mg/L的(de)(de)(de)(de)時候，生物可以(yi)很容(rong)易取(qu)得良好的(de)(de)(de)(de)釋(shi)(shi)磷(lin)(lin)效果(guo)(guo)(guo)，但(dan)是當硝酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)達到10mg/L以(yi)上時，磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)釋(shi)(shi)放就受到抑制(zhi)從而(er)導致(zhi)生物除(chu)磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)失敗，因此應(ying)用到SBR反應(ying)器時，前段(duan)厭(yan)(yan)氧(yang)攪(jiao)拌，細(xi)胞(bao)(bao)(bao)利(li)用內碳(tan)源(yuan)有(you)效的(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)低(di)了反應(ying)器硝酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(yan)濃(nong)度(du)，有(you)利(li)于厭(yan)(yan)氧(yang)段(duan)磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)釋(shi)(shi)放。

圖6典型周(zhou)期內各指標變化

從圖6可(ke)知，進(jin)水(shui)(shui)之前厭氧(yang)(yang)攪拌30min后(hou)(hou)，反(fan)應器(qi)(qi)內(nei)正(zheng)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)從0.04mg/L上升至0.07mg/L，而反(fan)應器(qi)(qi)內(nei)幾乎沒有(you)VFAs物質，PAOs通(tong)過消耗細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)內(nei)碳源將磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)釋(shi)放(fang)到(dao)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)外，但釋(shi)磷(lin)(lin)較少，系統可(ke)能同時發生反(fan)硝(xiao)化聚磷(lin)(lin)。當進(jin)水(shui)(shui)后(hou)(hou)(進(jin)水(shui)(shui)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)為(wei)1.25mg/L)，PAOs能夠快速吸(xi)收(shou)進(jin)水(shui)(shui)中的VFAs物質環境保護，合(he)成PHB物質并儲(chu)存于細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)內(nei)，同時細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)內(nei)多聚磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)進(jin)一(yi)步得到(dao)釋(shi)放(fang)，厭氧(yang)(yang)段(duan)結束后(hou)(hou)，反(fan)映器(qi)(qi)正(zheng)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)升至4.78 mg/L。進(jin)入好氧(yang)(yang)段(duan)，PAOs利用(yong)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)或(huo)O2為(wei)最(zui)終電子受(shou)體氧(yang)(yang)化細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)內(nei)PHB產生能量，用(yong)于從細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)外攝(she)入磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)并合(he)成多聚磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)。在以(yi)厭氧(yang)(yang)/好氧(yang)(yang)方式運行的條件下，PAOs通(tong)過對環境、能量交替的適應選擇能力而不斷增(zeng)殖，使(shi)得反(fan)應器(qi)(qi)PAOs能夠不斷的富集而趨于穩定。經過2 h的低氧(yang)(yang)曝氣處理后(hou)(hou)出(chu)水(shui)(shui)磷(lin)(lin)濃度降至0.1mg/L,平均吸(xi)磷(lin)(lin)速率為(wei)1.2 mgP/(gSS·h),磷(lin)(lin)去除率達(da)(da)到(dao)了(le)97.9%，達(da)(da)到(dao)了(le)良好的除磷(lin)(lin)效果。

3.2.2典型周期內氮去除

氮(dan)的(de)去(qu)除主(zhu)要(yao)(yao)發生在(zai)三(san)個階(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)，首先，在(zai)進(jin)水(shui)(shui)之前缺氧(yang)(yang)(yang)攪(jiao)(jiao)拌，系統利(li)用(yong)細胞(bao)內(nei)碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)，去(qu)除殘(can)(can)余硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)，殘(can)(can)余硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)去(qu)除率(lv)(lv)達(da)到80%以(yi)上，殘(can)(can)余硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)濃(nong)(nong)(nong)度(du)降低(di)到2mg/L以(yi)下(xia)，總氮(dan)去(qu)除率(lv)(lv)達(da)到50%。其(qi)次，進(jin)水(shui)(shui)之后(hou)(hou)厭氧(yang)(yang)(yang)攪(jiao)(jiao)拌，對殘(can)(can)余硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)和進(jin)水(shui)(shui)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)徹底去(qu)除，厭氧(yang)(yang)(yang)段(duan)(duan)(duan)(duan)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)濃(nong)(nong)(nong)度(du)幾乎為零(ling)。最后(hou)(hou)，好氧(yang)(yang)(yang)段(duan)(duan)(duan)(duan)是(shi)氮(dan)去(qu)除的(de)主(zhu)要(yao)(yao)階(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)，由于(yu)碳(tan)(tan)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)速(su)率(lv)(lv)遠大于(yu)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)速(su)率(lv)(lv)，這(zhe)意味著在(zai)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)完(wan)全后(hou)(hou)，污水(shui)(shui)中基本(ben)不能(neng)提供外碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。厭氧(yang)(yang)(yang)攪(jiao)(jiao)拌階(jie)段(duan)(duan)(duan)(duan)生物細胞(bao)在(zai)特(te)定條件下(xia)將有機碳(tan)(tan)轉(zhuan)移并(bing)以(yi)多輕(qing)基鏈(lian)烷脂(zhi)(主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)聚p一輕(qing)基丁酸(suan)(suan)(suan)(suan)，簡稱(cheng)PHB)、糖(tang)類及脂(zhi)類的(de)形式儲存在(zai)胞(bao)內(nei)，這(zhe)些的(de)物質(這(zhe)里主(zhu)要(yao)(yao)指(zhi)PHB)能(neng)在(zai)缺氧(yang)(yang)(yang)環境下(xia)作為反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)的(de)內(nei)碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)[8]。在(zai)低(di)氧(yang)(yang)(yang)曝(pu)氣(qi)下(xia)，反(fan)(fan)應器維(wei)(wei)持較低(di)DO濃(nong)(nong)(nong)度(du)，硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)同步(bu)進(jin)行，細胞(bao)利(li)用(yong)厭氧(yang)(yang)(yang)段(duan)(duan)(duan)(duan)合成的(de)內(nei)碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)進(jin)行反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)除磷(lin)(lin)，好氧(yang)(yang)(yang)30min后(hou)(hou)，正磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)的(de)去(qu)除達(da)到90%以(yi)上，因(yin)此好氧(yang)(yang)(yang)段(duan)(duan)(duan)(duan)后(hou)(hou)期主(zhu)要(yao)(yao)進(jin)行好氧(yang)(yang)(yang)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)。采用(yong)進(jin)水(shui)(shui)前缺氧(yang)(yang)(yang)攪(jiao)(jiao)拌能(neng)夠減少(shao)進(jin)水(shui)(shui)中碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)消耗，好氧(yang)(yang)(yang)段(duan)(duan)(duan)(duan)維(wei)(wei)持較低(di)DO濃(nong)(nong)(nong)度(du)環境保(bao)護，能(neng)夠減緩碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)易(yi)被(bei)“碳(tan)(tan)化(hua)(hua)”的(de)速(su)率(lv)(lv)，通過對這(zhe)兩段(duan)(duan)(duan)(duan)的(de)有效(xiao)控制，極大的(de)提高(gao)了系統碳(tan)(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)有效(xiao)利(li)用(yong)率(lv)(lv)，同時(shi)也降低(di)電能(neng)的(de)消耗。

當進水COD為315 mg/L時，從圖6可(ke)知，進水完(wan)全后(hou)(hou)反(fan)(fan)應(ying)器內(nei)(nei)COD穩定在56.68～64.78mg/L，以(yi)(yi)外源(yuan)(yuan)(yuan)溶解性基質(zhi)(zhi)及(ji)儲存(cun)(cun)物質(zhi)(zhi)為碳(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)批(pi)次試(shi)驗表明，以(yi)(yi)外源(yuan)(yuan)(yuan)基質(zhi)(zhi)為碳(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)缺氧反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)速(su)(su)率(lv)(lv)為儲存(cun)(cun)物質(zhi)(zhi)的(de)(de)4.2倍;以(yi)(yi)外源(yuan)(yuan)(yuan)基質(zhi)(zhi)及(ji)PHB為碳(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)好氧SND效率(lv)(lv)分別(bie)49.9%、82.5%。儲存(cun)(cun)物質(zhi)(zhi)PHB的(de)(de)慢(man)速(su)(su)降解特(te)性使得硝(xiao)化(hua)與反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)過(guo)程能夠同步進行。在好氧120min后(hou)(hou)出(chu)水COD為36.44mg/L，說明COD進入反(fan)(fan)映器后(hou)(hou)被污泥大量(liang)的(de)(de)吸附和吸收[9]，長(chang)時間的(de)(de)厭(yan)氧攪拌有利于PAOs充(chong)分釋放(fang)磷(lin)酸鹽同時合(he)(he)成(cheng)(cheng)PHB，將(jiang)大部分有機物質(zhi)(zhi)合(he)(he)成(cheng)(cheng)內(nei)(nei)碳(tan)源(yuan)(yuan)(yuan)儲存(cun)(cun)于細(xi)胞內(nei)(nei)。

3.3低溶解氧下脫(tuo)氮(dan)情況

李鋒等人[10]認為(wei)，反(fan)應器(qi)內同(tong)(tong)步(bu)進行硝(xiao)化(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)的(de)必要(yao)條(tiao)(tiao)件是好(hao)氧(yang)(yang)和(he)缺(que)(que)氧(yang)(yang)環(huan)境同(tong)(tong)時(shi)存在(zai)(zai)(zai)，所以(yi)應該(gai)控制(zhi)DO為(wei)0.5～1.5mg/L (隨反(fan)應器(qi)類型和(he)反(fan)應條(tiao)(tiao)件不同(tong)(tong)而不同(tong)(tong))，在(zai)(zai)(zai)反(fan)應器(qi)中形成厭氧(yang)(yang)(缺(que)(que)氧(yang)(yang))和(he)好(hao)氧(yang)(yang)并存的(de)環(huan)境，可以(yi)實現同(tong)(tong)步(bu)硝(xiao)化(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)過程。聚磷(lin)(lin)(lin)菌(jun)中至少(shao)有一部分能(neng)夠在(zai)(zai)(zai)缺(que)(que)氧(yang)(yang)條(tiao)(tiao)件下利用硝(xiao)酸鹽為(wei)氧(yang)(yang)供體(ti)進行吸磷(lin)(lin)(lin)而發生反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)反(fan)應，所以(yi)好(hao)氧(yang)(yang)段(duan)(duan)只需進行到硝(xiao)化(hua)(hua)階段(duan)(duan)即(ji)可，反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)及吸磷(lin)(lin)(lin)可以(yi)在(zai)(zai)(zai)后(hou)續的(de)兼性階段(duan)(duan)完成格(ge)式范文。這(zhe)種情況下，可以(yi)節省(sheng)能(neng)耗和(he)避(bi)免(mian)厭氧(yang)(yang)段(duan)(duan)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)菌(jun)對碳(tan)源的(de)競爭，污泥產量和(he)SVI值都會減小，但是缺(que)(que)氧(yang)(yang)條(tiao)(tiao)件下的(de)吸磷(lin)(lin)(lin)速率(lv)較為(wei)緩慢。

從(cong)圖6可(ke)知，厭(yan)氧(yang)攪拌30min后(hou)(hou)(hou)，細胞利(li)用內碳(tan)源(yuan)(yuan)進(jin)(jin)行反(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)脫氮(dan)，硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)氮(dan)從(cong)4.23 mg/L降(jiang)(jiang)低(di)(di)到0.28mg/L,總(zong)(zong)氮(dan)從(cong)6.58mg/L降(jiang)(jiang)低(di)(di)到2.38mg/L，進(jin)(jin)水(shui)前置(zhi)厭(yan)氧(yang)攪拌有(you)利(li)于(yu)減少反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器總(zong)(zong)氮(dan)負荷及原水(shui)SCOD的(de)(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗。進(jin)(jin)水(shui)之后(hou)(hou)(hou)，在厭(yan)氧(yang)段氨(an)氮(dan)、總(zong)(zong)氮(dan)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)不(bu)大，進(jin)(jin)水(shui)和反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器殘留的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸鹽通過反(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)被(bei)迅速(su)(su)去除(chu)，之后(hou)(hou)(hou)此段是一(yi)個(ge)嚴格的(de)(de)(de)(de)(de)(de)厭(yan)氧(yang)過程。進(jin)(jin)入(ru)好(hao)(hao)(hao)(hao)氧(yang)段后(hou)(hou)(hou)，由(you)于(yu)DO梯度，微(wei)生物絮體(ti)內形成(cheng)了良好(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺-好(hao)(hao)(hao)(hao)氧(yang)系統(tong)，形成(cheng)同(tong)(tong)步硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)功能，曝(pu)氣(qi)60分(fen)鐘后(hou)(hou)(hou)，氨(an)氮(dan)由(you)11.47 mg/L降(jiang)(jiang)低(di)(di)到7.69mg/L環境保護，總(zong)(zong)氮(dan)從(cong)20.99mg/L降(jiang)(jiang)低(di)(di)到15.43mg/L，系統(tong)同(tong)(tong)時發生著(zhu)反(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)除(chu)磷(lin)，硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸鹽在曝(pu)氣(qi)前40分(fen)鐘幾乎(hu)為零，曝(pu)氣(qi)60min后(hou)(hou)(hou)升高(gao)到0.99mg/L，磷(lin)酸鹽由(you)4.78mg/L降(jiang)(jiang)低(di)(di)到1.05mg/L,系統(tong)表現出良好(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脫氮(dan)除(chu)磷(lin)效果。一(yi)般認為碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)在硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)之前，較高(gao)DO會迅速(su)(su)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器內碳(tan)源(yuan)(yuan)，試驗(yan)控制低(di)(di)溶解氧(yang)，原水(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)源(yuan)(yuan)在進(jin)(jin)水(shui)時得到保存，既避免了好(hao)(hao)(hao)(hao)氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，又(you)能作為反(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)電子供體(ti)，且(qie)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)速(su)(su)率理論(lun)上(shang)和氨(an)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)速(su)(su)率相當，這兩個(ge)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)時進(jin)(jin)行能較好(hao)(hao)(hao)(hao)達到同(tong)(tong)步硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)SND[11]。120min曝(pu)氣(qi)結束后(hou)(hou)(hou)氨(an)氮(dan)、總(zong)(zong)氮(dan)去除(chu)率分(fen)別為88.5%、63.4%，氨(an)氮(dan)、硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)氮(dan)、總(zong)(zong)氮(dan)分(fen)別為2.18 mg/L、6.02 mg/L 、14.21 mg/L，達到了污水(shui)處理廠一(yi)級(ji)B的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標準，再曝(pu)氣(qi)60min，發現總(zong)(zong)氮(dan)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)不(bu)大，去除(chu)率增加(jia)到67%，主要由(you)于(yu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器內沒有(you)足夠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)源(yuan)(yuan)。內源(yuan)(yuan)性反(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)脫氮(dan)速(su)(su)率決定于(yu)細胞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)營養狀(zhuang)況，當有(you)豐富營養的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細菌含有(you)相當多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)能源(yuan)(yuan)存貯物時，就(jiu)具有(you)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內源(yuan)(yuan)性反(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)速(su)(su)率[12]，可(ke)以實現好(hao)(hao)(hao)(hao)氧(yang)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、反(fan)(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)除(chu)磷(lin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效果。

3.4好氧段溶(rong)解氧梯度對脫氮(dan)除磷的影響

圖7 典型周期(qi)內DO(溶(rong)解氧)變化

首先(xian)必須在(zai)(zai)(zai)(zai)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)段(duan)中控(kong)(kong)制(zhi)嚴格(ge)(ge)的(de)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)條件(jian)。在(zai)(zai)(zai)(zai)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)段(duan)一(yi)(yi)(yi)旦有(you)溶解(jie)氧(yang)(yang)(yang)(DO)存在(zai)(zai)(zai)(zai)，一(yi)(yi)(yi)方(fang)面DO將(jiang)作為電子(zi)受體(ti)而抑制(zhi)發酵(jiao)產酸菌(jun)的(de)發酵(jiao)產酸作用;另一(yi)(yi)(yi)方(fang)面DO將(jiang)誘導(dao)好(hao)(hao)氧(yang)(yang)(yang)菌(jun)和(he)其(qi)他(ta)兼(jian)性菌(jun)進(jin)(jin)行(xing)有(you)氧(yang)(yang)(yang)呼吸降解(jie)有(you)機物(wu)，從(cong)而減少了PAOs所需要的(de)VFAs產生(sheng)量，造(zao)成(cheng)除(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)效(xiao)果(guo)變差。本實驗(yan)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)段(duan)溶解(jie)氧(yang)(yang)(yang)一(yi)(yi)(yi)直控(kong)(kong)制(zhi)在(zai)(zai)(zai)(zai)0.1mg/L以下，保證了系(xi)統(tong)(tong)(tong)充(chong)分釋(shi)磷(lin)(lin)。其(qi)次(ci)在(zai)(zai)(zai)(zai)好(hao)(hao)氧(yang)(yang)(yang)段(duan)嚴格(ge)(ge)控(kong)(kong)制(zhi)DO,從(cong)圖7可知(zhi)，控(kong)(kong)制(zhi)DO在(zai)(zai)(zai)(zai)曝氣末(mo)(mo)2mg/L,能(neng)夠(gou)在(zai)(zai)(zai)(zai)系(xi)統(tong)(tong)(tong)中形成(cheng)DO梯度，這是系(xi)統(tong)(tong)(tong)能(neng)夠(gou)實現同(tong)步(bu)(bu)脫氮除(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)的(de)關鍵調控(kong)(kong)因(yin)(yin)素。從(cong)圖7可知(zhi)，系(xi)統(tong)(tong)(tong)在(zai)(zai)(zai)(zai)曝氣前80min，DO一(yi)(yi)(yi)直維(wei)(wei)持(chi)在(zai)(zai)(zai)(zai)0.1～1.0mg/L,此(ci)(ci)(ci)段(duan)脫氮除(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)的(de)主要階段(duan)，在(zai)(zai)(zai)(zai)第90min時(shi)DO突變,從(cong)1.0mg/L突變至1.5 mg/L，最后穩定在(zai)(zai)(zai)(zai)2mg/L左右(you)。在(zai)(zai)(zai)(zai)曝氣末(mo)(mo)前30min,內(nei)外碳(tan)源(yuan)(yuan)幾乎全被消耗，脫氮效(xiao)率幾乎不(bu)變環境保護，但(dan)磷(lin)(lin)卻進(jin)(jin)一(yi)(yi)(yi)步(bu)(bu)被吸收。首先(xian)，維(wei)(wei)持(chi)低(di)DO能(neng)夠(gou)形成(cheng)缺氧(yang)(yang)(yang)/好(hao)(hao)氧(yang)(yang)(yang)系(xi)統(tong)(tong)(tong)，硝化(hua)同(tong)時(shi)進(jin)(jin)行(xing)反硝化(hua);其(qi)次(ci)，低(di)DO有(you)利于細胞內(nei)碳(tan)源(yuan)(yuan)的(de)緩(huan)(huan)慢(man)消耗，而有(you)限(xian)的(de)碳(tan)源(yuan)(yuan)是反硝化(hua)的(de)限(xian)制(zhi)因(yin)(yin)素，反硝化(hua)是一(yi)(yi)(yi)個緩(huan)(huan)慢(man)的(de)過程，因(yin)(yin)此(ci)(ci)(ci)內(nei)碳(tan)源(yuan)(yuan)的(de)緩(huan)(huan)慢(man)釋(shi)放有(you)利于實現硝化(hua)反硝化(hua);聚磷(lin)(lin)菌(jun)對溶解(jie)氧(yang)(yang)(yang)非常(chang)敏(min)感(gan)，DO的(de)升高或降低(di)都會(hui)引(yin)起磷(lin)(lin)的(de)吸收和(he)釋(shi)放，因(yin)(yin)此(ci)(ci)(ci)系(xi)統(tong)(tong)(tong)即(ji)便維(wei)(wei)持(chi)非常(chang)低(di)的(de)溶解(jie)氧(yang)(yang)(yang)也能(neng)有(you)效(xiao)的(de)去除(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)。因(yin)(yin)此(ci)(ci)(ci)，處理(li)低(di)碳(tan)氮比(bi)、碳(tan)磷(lin)(lin)比(bi)的(de)實際生(sheng)活污水，維(wei)(wei)持(chi)較低(di)的(de)DO不(bu)但(dan)降低(di)能(neng)耗而且(qie)能(neng)夠(gou)實現良好(hao)(hao)的(de)脫氮除(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)效(xiao)果(guo)。

本實驗將溶(rong)解氧(yang)嚴格(ge)控(kong)制(zhi)，曝(pu)氣(qi)前60min控(kong)制(zhi)在(zai)0～0.8 mg/L，曝(pu)氣(qi)末維持在(zai)2mg/L以(yi)內(nei)，以(yi)便在(zai)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)體內(nei)產(chan)生(sheng)溶(rong)解氧(yang)梯度，形(xing)(xing)成(cheng)擴(kuo)散層、好(hao)(hao)氧(yang)區(qu)(qu)和(he)缺氧(yang)區(qu)(qu)。微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)體的(de)(de)(de)外表面溶(rong)解氧(yang)較高(gao)，以(yi)好(hao)(hao)氧(yang)菌、硝(xiao)化(hua)(hua)菌為主;深(shen)入絮(xu)(xu)體內(nei)部，氧(yang)傳遞受(shou)阻即外部氧(yang)的(de)(de)(de)大量消耗，產(chan)生(sheng)缺氧(yang)區(qu)(qu)，反硝(xiao)化(hua)(hua)菌占優勢。微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)體內(nei)的(de)(de)(de)缺氧(yang)微(wei)(wei)環(huan)境是形(xing)(xing)成(cheng)同步硝(xiao)化(hua)(hua)反硝(xiao)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)主要條件，而(er)缺氧(yang)微(wei)(wei)環(huan)境的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)有(you)(you)賴于水(shui)中的(de)(de)(de)溶(rong)解氧(yang)濃度的(de)(de)(de)高(gao)低以(yi)及微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)絮(xu)(xu)體結構(gou)。因此，控(kong)制(zhi)DO對形(xing)(xing)成(cheng)良好(hao)(hao)的(de)(de)(de)缺/好(hao)(hao)氧(yang)系統，有(you)(you)利于細(xi)胞內(nei)碳源的(de)(de)(de)緩慢釋放，形(xing)(xing)成(cheng)同步硝(xiao)化(hua)(hua)反硝(xiao)化(hua)(hua)功能(neng)至關重要格(ge)式范(fan)文。

研(yan)究表明, 在SBR系(xi)統中，曝(pu)(pu)氣段時間的(de)(de)控(kong)制是非常關鍵的(de)(de)，一旦氨(an)完(wan)全(quan)被(bei)(bei)氧(yang)化(hua)就應該立即停止(zhi)曝(pu)(pu)氣。將曝(pu)(pu)氣結束點(dian)控(kong)制在氨(an)完(wan)全(quan)被(bei)(bei)氧(yang)化(hua)時，一方面節約能(neng)源(yuan)，阻止(zhi)了過多的(de)(de)PHB好(hao)氧(yang)氧(yang)化(hua);另一方面，在反應結束控(kong)制點(dian)前由于氨(an)的(de)(de)氧(yang)化(hua)和PHB的(de)(de)好(hao)氧(yang)氧(yang)化(hua)，溶(rong)解(jie)氧(yang)不能(neng)穿透活性污泥絮體，形成較大(da)的(de)(de)缺氧(yang)空(kong)間有(you)利于同(tong)步硝化(hua)反硝化(hua)。

3.5溫(wen)度對脫氮(dan)除磷系(xi)統的(de)影(ying)響

實(shi)驗在(zai)5～11月份進(jin)行(xing)，當(dang)(dang)反(fan)(fan)應(ying)器溫(wen)(wen)度在(zai)35℃左(zuo)(zuo)右時(shi)(shi)(shi)(shi)，反(fan)(fan)應(ying)器幾(ji)乎無除磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)果(guo)(原因(yin)(yin)(yin))環(huan)境保護(hu)，硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率非(fei)常高，在(zai)曝(pu)(pu)氣(qi)一個小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)后就(jiu)能(neng)(neng)(neng)徹底(di)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，氨(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率達(da)(da)(da)到(dao)(dao)100%，但總氮(dan)(dan)(dan)(dan)去(qu)(qu)除率較低(di)，基(ji)(ji)本維持(chi)在(zai)10%～30%。主要(yao)(yao)因(yin)(yin)(yin)為(wei)反(fan)(fan)應(ying)器溫(wen)(wen)度過高，有(you)(you)利(li)于硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)菌優勢生長，對有(you)(you)機物(wu)的(de)(de)吸(xi)收能(neng)(neng)(neng)力(li)強(qiang)于聚磷(lin)(lin)菌，導致(zhi)聚磷(lin)(lin)特性(xing)難(nan)以(yi)實(shi)現，因(yin)(yin)(yin)此反(fan)(fan)應(ying)器內硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)菌特性(xing)占優勢，碳(tan)源難(nan)以(yi)實(shi)現積累和儲存，好氧(yang)開(kai)始短(duan)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)內便(bian)被徹底(di)“碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)”，即使有(you)(you)微觀(guan)的(de)(de)缺氧(yang)-好氧(yang)系(xi)(xi)統存在(zai)也(ye)難(nan)以(yi)實(shi)現反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)聚磷(lin)(lin)和同步硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua);當(dang)(dang)溫(wen)(wen)度在(zai)30℃左(zuo)(zuo)右時(shi)(shi)(shi)(shi)，脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)除磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)果(guo)非(fei)常明顯，DO在(zai)好氧(yang)結束維持(chi)在(zai)2mg/L左(zuo)(zuo)右，就(jiu)能(neng)(neng)(neng)夠實(shi)現同步脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)除磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)果(guo)，出水(shui)基(ji)(ji)本達(da)(da)(da)到(dao)(dao)污水(shui)處(chu)理廠一級A標準;但溫(wen)(wen)度降低(di)到(dao)(dao)20℃左(zuo)(zuo)右時(shi)(shi)(shi)(shi)，硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)(xiao)率下(xia)降，對氨(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)去(qu)(qu)除率為(wei)50%～70%，但總氮(dan)(dan)(dan)(dan)去(qu)(qu)除率在(zai)60%左(zuo)(zuo)右，主要(yao)(yao)由于溫(wen)(wen)度的(de)(de)降低(di)影響硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)速率，導致(zhi)氨(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)去(qu)(qu)除率下(xia)降，但在(zai)曝(pu)(pu)氣(qi)階段仍然能(neng)(neng)(neng)形成缺氧(yang)-好氧(yang)微觀(guan)系(xi)(xi)統，實(shi)現較高的(de)(de)脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)除磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)果(guo)。因(yin)(yin)(yin)此溫(wen)(wen)度的(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)影響脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)除磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)果(guo)的(de)(de)進(jin)行(xing)，我(wo)們可(ke)(ke)以(yi)根據出水(shui)達(da)(da)(da)標要(yao)(yao)求，采取(qu)合理的(de)(de)措(cuo)施降低(di)能(neng)(neng)(neng)耗的(de)(de)同時(shi)(shi)(shi)(shi)達(da)(da)(da)到(dao)(dao)良好的(de)(de)脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)除磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)果(guo)。工程(cheng)上可(ke)(ke)以(yi)采取(qu)下(xia)列措(cuo)施：當(dang)(dang)溫(wen)(wen)度在(zai)35℃時(shi)(shi)(shi)(shi)，縮短(duan)曝(pu)(pu)氣(qi)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)、減少曝(pu)(pu)氣(qi)量，滿(man)足脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)要(yao)(yao)求;溫(wen)(wen)度在(zai)20℃時(shi)(shi)(shi)(shi)，適當(dang)(dang)延長曝(pu)(pu)氣(qi)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，可(ke)(ke)以(yi)提高脫(tuo)(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)除磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)率。

3.6 SRT對除磷效果的(de)影響

①脫(tuo)氮污(wu)泥(ni)(ni)齡與除磷污(wu)泥(ni)(ni)齡的(de)協調：根據(ju)生物除磷理論，要獲得好的(de)除磷效果(guo)通常需要控制較短(duan)的(de)污(wu)泥(ni)(ni)齡，而較短(duan)的(de)污(wu)泥(ni)(ni)齡不利于硝(xiao)化(hua)反應的(de)順利進行。

②污(wu)泥(ni)齡對聚磷菌(jun)活性的影響(xiang)：通常認為(wei)，污(wu)泥(ni)齡較(jiao)長時(shi)環境(jing)保(bao)護，聚磷菌(jun)吸磷和(he)放磷的能力(li)下(xia)降(jiang)(jiang)(jiang)且污(wu)泥(ni)的含磷率也會下(xia)降(jiang)(jiang)(jiang)，除磷效果也會相(xiang)應降(jiang)(jiang)(jiang)低;污(wu)泥(ni)齡較(jiao)短時(shi)，聚磷菌(jun)活性較(jiao)高，除磷效果較(jiao)好。

③試驗將污泥齡(ling)控制在10d～15d。主(zhu)要因(yin)為(wei)溫(wen)度(du)的(de)變化(hua)影響菌膠團(tuan)生(sheng)長(chang)，溫(wen)度(du)高，微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)生(sheng)長(chang)快，世代間(jian)隔時(shi)(shi)間(jian)段，選擇短污泥齡(ling);但溫(wen)度(du)降低時(shi)(shi)，微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)生(sheng)長(chang)速率(lv)降低，需要選擇較長(chang)的(de)污泥齡(ling)保證反應器(qi)內微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)量。

4結論

(1) 溫度(du)為30±2℃，污(wu)泥濃(nong)度(du)為2000mg/L左右時，控制好(hao)氧(yang)段曝(pu)(pu)氣末端(duan)DO為1.5mg/L左右，在反(fan)應器內(nei)及污(wu)泥絮體形(xing)成了(le)良好(hao)的(de)DO梯度(du)，不僅保證碳源(yuan)(yuan)(yuan)能夠緩(huan)慢(man)被 “碳化”，提高反(fan)硝(xiao)(xiao)化碳源(yuan)(yuan)(yuan)利(li)用率，而且降低了(le)能耗，曝(pu)(pu)氣60min，氨氮、總氮、磷的(de)去除率達(da)到了(le)68%、70%、98%實現(xian)了(le)良好(hao)的(de)好(hao)氧(yang)硝(xiao)(xiao)化反(fan)硝(xiao)(xiao)化、反(fan)硝(xiao)(xiao)化除磷，節約能源(yuan)(yuan)(yuan)和碳源(yuan)(yuan)(yuan)。

(2) 進水前置厭氧攪拌及控制好氧段溶解氧濃度能夠提高整(zheng)個系統碳(tan)源(yuan)的(de)有(you)效利用，對于C/N偏(pian)低(di)的(de)生活污水采用低(di)氧曝(pu)氣不(bu)但實現了良(liang)好的(de)脫氮除磷效果，而且(qie)節省碳(tan)源(yuan)、電(dian)能。

參考文獻

[1]Katie A Third,NatalieBurnett,RalfCord-Ruwisch. Simultaneous nitrification and denitrification usingstored sub-strate (PHB) as the electron donor in an SBR[J]. Bioteehnology andBioengineering, 2003, 83(6): 706-720.

[2]Klangduen Pochana, JKeller. Study of factors affecting simultaneous nitrification and denitrification(SND)[ J].WaterSciTechnol ，1999, 39(6): 61-68.

[3]Rikke Louise Meyer,Raymond Jianxiong Zeng, Valerio Giugliano. Challenges for

Simultaneousnitrification,denitrification and phosphorus removal in microbiala aggregates: masstransfer limitation and nitrous oxide production[J]. FEMSMicrobiology Ecology,2005, 52(3): 329～338.

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章