厌氧好氧缺氧模式对SBR工艺的影响.doc

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1、窗体顶端厌氧/好氧/缺氧模式对SBR工艺的影响窗体顶端随着我国城市化进程加快及城市基础设施的进一步完善，污水处理量越来越大。统计数据显示，2010年全国城镇污水排放量接近400亿m3，且国家对污水处理厂氮磷排放的要求越来越高〔1〕。近20a来城市污水处理已由去除含碳有机物为目标转向含碳有机物和氮、磷营养元素的去除。研究和开发高效、经济的生物除磷脱氮技术已成为一大研究热点，出现了一系列城市污水处理新工艺，如同时硝化及反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化及反硝化除磷等技术。反硝化除磷技术是反硝化聚磷菌(DP

2、AOs)利用亚硝酸盐、硝酸盐为电子受体，胞内储存物聚羟基烷酸酯(PHA)为电子供体，通过“一碳两用”来同步完成反硝化脱氮和过量吸磷的目的〔2〕。序批式间歇活性污泥反应器(SBR)具有运行方式灵活、节省费用和用地、脱氮除磷效果好等优点〔3〕。在目前的实际应用中脱氮除磷的效率都不是很高，难达到满意的处理效果〔4〕，如何在SBR工艺中实现反硝化除磷是人们关注的热点。　　笔者采用厌氧/好氧/缺氧模式运行的SBR处理人工配水模拟生活污水，并研究了泥龄、温度、曝气量对反硝化除磷过程的影响。　　1材料和方法　　1.

3、1SBR反应器的运行　　实验装置为有机玻璃制成的长方体容器，其尺寸为20cm×20cm×30cm，有效容积为7L，如图1所示。 图1 SBR系统实验装置 1-空气压缩机；2-时间控制开关；3-磁力搅拌器；4-加热棒；5-取样口　　好氧曝气阶段采用微孔曝气头向反应器中充气，厌氧和缺氧阶段采用多功能搅拌器搅拌，搅拌速度约为50r/min，该搅拌棒材质为不锈钢，尺寸为D6mm×43cm，每隔10cm有1个叶片，共有3个。每个阶段的开始及结束时间均由定时器控制。工艺流程为：瞬时进水，厌氧搅拌1h，好氧曝气4h

4、，缺氧搅拌2h，静置沉淀0.5h，排水闲置0.5h。每天3个周期，每周期8h，每个周期的排水比为0.5。　　实验采用人工配水，其中葡萄糖0.4g/L、氯化铵0.153g/L、磷酸氢二钾0.129g/L以及一定的微量元素。该模拟废水的水质为COD400mg/L、氨氮40mg/L、磷酸盐5mg/L。　　实验使用的活性污泥泥种取自太原市河西北中部污水厂的回流污泥。先将取回的污泥闷曝1d，设定温度为25℃、pH为7.5左右、曝气量为40L/h。之后按照瞬时进水，厌氧搅拌2h，好氧曝气5h，缺氧搅拌3h，静置沉

5、淀1.5h，排水闲置0.5h进行培养驯化，每天运行2个周期，每周期12h，每周期进出水量为3.5L。培养过程采用COD、氨氮投加量逐渐递增的方式，COD从200mg/L提升到400mg/L，氨氮从20mg/L提升到40mg/L，每2d提升1次，每次提升10%~20%。当MLSS保持在4500mg/L左右，MLVSS/MLSS为0.8左右，且COD、氨氮的去除率达到90%以上时，污泥培养结束。　　1.2测定方法及分析项目　　水质监测采用国家环保总局颁布的标准方法，具体如表1所示。　　1.3实验设计　　采

6、用单因素分析法，首先将温度定为室温25℃、曝气量为64L/h，测定缺氧段出水中磷酸盐、硝态氮和亚硝态氮的浓度来研究泥龄(15、20、25、30d)对系统反硝化除磷的影响;在曝气量为64L/h及最佳泥龄条件下，研究温度(15、20、25、30℃)对系统反硝化除磷效果的影响。最后将泥龄和温度都调至最佳，研究曝气量(32、48、64、80L/h)对系统反硝化除磷效果的影响。　　2结论与分析　　2.1泥龄对反硝化除磷效果的影响　　在温度25℃、曝气量64L/h条件下，研究泥龄对反硝化除磷效果的影响，结果见表2

7、。　　由表2可知，泥龄对反硝化除磷效果影响较大。泥龄为15d时，缺氧段的吸磷速率、脱氮速率为0，没有反硝化除磷现象发生。泥龄>15d时，吸磷速率、脱氮速率随着泥龄的增加而增加，但30d时吸磷速率为0，说明20、25d有反硝化除磷现象，30d无反硝化除磷现象发生。25d时系统在缺氧段的吸磷速率最大，为0.0433mg/(g·h)。泥龄为15d时没有反硝化除磷现象是因为反硝化聚磷菌DPB在厌氧/好氧/缺氧条件下生长，其利用的是一种较为复杂的有机物PHB作碳源，基质的利用速率较慢〔5,6〕，则DPB的生长速

8、率就慢，而过短的泥龄又导致DPB从系统中流失，影响了污泥的除磷效果，甚至失去除磷能力。该实验结果与M.Merzouki等的研究相似〔7〕。泥龄除对SBR工艺中反硝化除磷性能有较大影响，同时还会影响去除单位磷和氮所需的COD〔8〕。随着泥龄的延长，缺氧段在系统中所起的吸磷作用越来越明显，但泥龄>25d除磷效率降低，污泥发生释磷“自溶”现象。这是因为系统排泥量减少，通过污泥排出的磷也减少，DPB没有足够的能量摄取多余的磷，造成系统在缺氧段除磷效果不好〔9〕。