城市生活污水經A/O除磷亞硝化試驗研究

陳笑清（廈門市污水處理廠有限公司，福建 廈門 361000）

生 態 與 環 境 工 程

城市生活污水經A/O除磷亞硝化試驗研究

陳笑清
（廈門市污水處理廠有限公司，福建 廈門 361000）

摘要：隨著人們用水污染的日益嚴重，專業人員開始研究有效綠色的污水處理方法。厭氧氨氧化技術是目前已知的最經濟的生物脫氮技術，是指在厭氧或缺氧條件下，ANAMMOX菌將氨氮和亞氮按照1：1的比例轉變成氮氣的生物過程。本實驗采用SBR燒杯對比試驗，本文對于亞硝化技術進行了深入研究，探索將試驗進程控制在全部亞硝化還是部分亞硝化范圍內的問題，以期為厭氧氨氧化技術應用于城市生活污水提供技術支持。

關鍵詞：A/O；pH值；試驗；技術

1　實驗材料和方法

1.1試驗方法

在2L燒杯中接入來自含亞硝化細菌污泥400ml，再加入同試驗用水1400ml，兩個微氣泡粘砂曝氣頭均勻布置在燒杯底部，提供恒定曝氣量維持溶解氧有穩定階段小于0.2mg/l，并設置pH、ORP、DO在線儀器進行連續監測，每隔10min記錄各參數值，并在明顯參數變化點處取樣，沉淀5min后過濾留樣待測。

1.2 試驗用水

試驗用水采用某小區實際生活污水經A/O工藝處理后的二級出水，水質指標見表 1。

1.3 分析檢測方法

水樣分析項目中NH4+-N采用納氏試劑光度法；

NO2--N采用N - （1 - 奈基） - 乙二胺光度法；

NO3--N采用紫外分光光度法；

MLSS、MLVSS、SV 和SVI 均按國家環保局發布的標準方法測定；

采用先進的在線監測設備采集實時參數（DO和溫度采用EUTECH DO2000PPG多功能溶解氧在線測定儀；

pH采用WTW pH296型在線測測定儀；

OPR采用WTW ORP296型在線測定儀）。

表1　實驗用水水質

2　結果與討論

2.1 實驗1：生活污水經A/O工藝處理后的二級出水SBR試驗

表1為一穩定周期內NH4+-N、NO2--N、NO3--N濃度變化情況。

在SBR試驗前60min內，氨氮被快速轉化，消耗速率為1.03kg/m3·d，亞硝酸鹽也急劇增長，其生成速率為0.98kg/（m3·d），兩者隨反應時間呈明顯線性關系，此期間硝酸鹽共增加5.4mg；

此后剩余11 mg·L–1氨氮耗費110min才得以全部轉換，亞硝酸鹽達到最大積累量后有少許降低，硝酸鹽持續增長至18mg，此階段氨氮轉化速率和亞硝酸鹽的生成速率均大大降低，分別為0.26 kg/（m3·d）和0.11 kg/ （m3·d）。

計算得出，在反應初期，耗氧速率穩定，系統的氧氣供需達到平衡，前30min內DO穩定在0.1~0.2 mg·L–1之間，從第40min開始，隨著氨氮的消耗，平衡被打破，DO開始上升，此時氨氮轉化約50%，至150min時DO不再變化，趨于穩定，至此氨氮全部被轉化，繼續曝氣DO會少許降低，一部分NO2--N氧化為NO3--N。

從整個變化趨勢上看，以DO為參數對亞硝化工藝的控制標志是曲線達到峰值并平穩，但是從DO上升至氨氮消耗完畢需時太長，會破壞低氧對NOB細菌產生的抑制作用，從而破壞亞硝化系統。

計算得出，ORP曲線一直呈減緩的上升趨勢，沒有明顯突變點，因此不適于作為亞硝化過程的指示參數。

計算得出，亞硝化過程中pH值隨堿度的消耗不斷降低，直至反應結束趨于平穩，沒有指示全部亞硝化結束的顯著標志，也沒有出現 “pH凹谷”，分析可能是在曝氣吹脫和堿度消耗兩者共同制約pH變化的系統中，前期堿度充足，氨氮轉化率較快，以產酸占主導地位，當堿度不足導致pH值降低至7.0，影響AOB細菌的活性，H+離子生成速度變緩，產酸與CO2吹脫作用逐漸達到平衡，pH值下降緩慢至反應結束前不再變化。

2.2 實驗2：高堿度條件下SBR亞硝化對比試驗

為尋求全部亞硝化進程的精準控制方式，向原水中投加適量NaHCO3配制成堿度為1220 mg·L–1（是實際水樣的2.3倍），典型周期內三氮濃度變化比較發現：高堿度下的SBR運行周期縮短80min，50min就完成了等量氨氮的轉化，以此時間為界，前后期氨氮轉化速度分別為1.21kg/（m3·d）、1.09kg/ （m3·d），同原水反應速度相比，后期反應速度降低很少，約為原來后期反應速度的四倍。

與原水pH變化對比發現，高堿度硝化過程出現“pH凹谷”現象，谷底pH值為7.9適于AOB細菌生長，所以前后期氨氮轉化速度變化不大，這說明在堿度充足條件下，pH降低較少，AOB細菌不會受到影響，在短時間內完成氨氮轉化后，H+ 濃度不再變化，CO2吹脫作用占據主導地位，pH值表現上揚。

可見，堿度對亞硝化速度影響很大，其主要作用是中和氨氮氧化過程中釋放的氫離子。SBR實驗結束時pH值為6.58、堿度仍有90 mg·L–1的剩余，而在試驗1條件下、出水堿度幾乎沒有剩余。

結語

綜上，在生活污水經A/O除磷后進行SBR亞硝化反應，在氨氮大量轉化后，AOB細菌基質濃度降低，同時因堿度不足pH值降低不足以維持AOB適宜的生長環境；另外在DO轉折點處氨氮仍有大量剩余，不是反應終點，pH、ORP也均無明顯轉折點來控制實現全部亞硝化，同時系統有向全程硝化轉化的風險，也不適宜采用全部亞硝化進程，以采用部分亞硝化進程為宜。而用采用高堿度水做燒杯對比試驗發現，DO、pH值均有明顯的轉折點，反應結束時仍有大量堿度剩余，pH值保持在適合亞硝化細菌生活，高堿度條件下，可以將試驗進程控制在全部亞硝化階段，但是生活污水經A/O除磷后的堿度偏低，而市政污水量比較大，另外投加堿劑經濟上不合理，所以此種水質條件下，亞硝化反應進程保持在部分亞硝化階段為宜。

參考文獻

[1]曹建平．基于亞硝化和厭氧氨氧化的新型生物脫氮技術的應用研究[D]．2007．

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A