改良型SBR工藝脫氮除磷的試驗研究

許康琪 徐艷茹 肖雪 付海迪 馬秋爽

摘 要 采用人工配水，研究分段進水、不同碳氮比條件下，改良型SBR工藝對生物脫氮除磷效果的影響。結果表明：采用分段進水能夠提高水體脫氮除磷效果，不同進水流量分配比去除效果不同，進水流量分配比為5：3時，TN的去除效果最佳。同時改良型SBR反應器能夠消除聚磷菌與反硝化細菌對碳源的競爭，促進硝態氮的去除，減弱對聚磷菌的抑制作用，提高聚磷菌的釋磷效果，使出水中TP濃度控制在0.1-0.3mg/L范圍內。使得碳氮比較低條件下，只需碳源充足，也能達到較好的脫氮除磷效果，實現同步脫氮除磷。

關鍵詞 人工配水;分段進水;SBR工藝;脫氮除磷

引言

水體中氮、磷含量超標能夠導致水體產生富營養化現象。現階段采用的污水處理工藝普遍具有較好的有機物去除效果，但對于水體的脫氮除磷效果的提高一直是個難題，亟須解決。而導致水體脫氮除磷效果不佳的原因是水體中大量存在的聚磷菌和反硝化細菌存在著對于碳源的競爭，且兩種微生物代時不同，成為工藝處理過程中的矛盾點。而隨著研究表明，反硝化聚磷菌能夠實現“一碳兩用”，通過利用硝酸鹽氮為電子受體，在進行反硝化的同時能夠達到吸磷的目的，從而能夠根本上解決上述瓶頸問題[1]。本文依托黑龍江省大學生創新訓練計劃項目，研究改良型SBR工藝在不同進水條件下對水體脫氮除磷效果的影響，實現水體的達標排放。

1實驗部分

1.1 儀器與試劑

實驗采用WT-037型號SBR反應器，反應器為圓柱形有機玻璃儀器，直徑20cm、高50cm。

實驗采用人工配水，配水以無水乙酸鈉為電子供體，磷酸二氫鉀為磷源，氯化銨為氮源，加入無水氯化鈣、硫酸鎂及微量元素，配水水質穩定且易于控制，便于工藝穩定運行。

SBR反應器運行參數設置如下：進水5min，厭氧180min，好氧120min，缺氧180min，沉淀30min，排水5min。好氧階段采用微孔曝氣頭曝氣，缺氧階段采用攪拌器攪拌。實驗選用哈爾濱松浦污水處理廠初沉池活性污泥，MLSS保持在4000mg/L左右。

1.2 實驗方法

通過改變不同進水流量分配比和碳、氮比例，監測水體中氮、磷的含量，得到不同條件下SBR工藝脫氮除磷的效果。

2實驗結果與討論

2.1 不同進水流量分配比對TN去除效率的影響

實驗采用7組不同的進水設計流量，不同進水流量分配比TN去除量和去除效率如表1所示：

由表1可知，當不采用分段進水，即進水流量分配比為1：0時，TN去除效率為20%，去除效率極低。采用分段進水方式后，隨著后加原水量的不斷增加，TN去除量和去除效率均大幅度提高。當設計進水流量分配比分別為4：1、3：1、7：3、5：3時，TN去除量與無分段進水相比分別增加了1.5、2.0、5.9、12.5mg/L，去除效率與無分段進水相比分別增加了8%、12%、32%、66%。主要原因是后加原水中的碳源能夠提高微生物的反硝化作用。當繼續增加原水量，進水流量分配比為3：2和1：1時，TN去除效率與流量分配比為5：3時相比，分別降低了14%和32%。出現該現象的原因是后加原水中增加的硝態氮，能夠抑制微生物的反硝化作用，進而影響TN的去除效率。

2.2 不同進水流量分配比對TP去除效率的影響

城市生活污水中同時存在著反硝化菌和聚磷菌，兩種細菌存在著對碳源的競爭。競爭在低分子有機酸的競爭中，反硝化細菌占優勢，硝態氮能夠抑制聚磷菌的釋磷作用，從而影響水體TP的去除效率。

2.3 不同碳氮比對脫氮除磷效果的影響

前人研究表明：城市生活污水中碳氮比至少為4.5時，微生物能夠進行脫氮除磷。當達不到此比例條件時，需投加外碳源[2]。本實驗小組成員通過查閱相關文獻，改變實驗過程中的碳氮比，得到不同碳氮比對脫氮除磷效果的影響。

3結束語

本文通過改變不同進水流量分配比和碳、氮比例，探討對改良型 SBR工藝脫氮除磷效果的影響。得到結論如下：

（1）采用分段進水方式，能夠提高TN的去除效果。不同進水流量分配比去除效果不同，進水流量分配比為5：3時，TN的去除效果最佳。

（2）反硝化細菌和聚磷菌對碳源的競爭，影響TP的去除效果。采用分段進水方式，能夠促進硝態氮的去除，減弱對聚磷菌的抑制作用，提高聚磷菌的釋磷效果，使出水中TP濃度控制在0.1-0.3mg/L范圍內。

（3）改良型SBR工藝能夠消除聚磷菌與反硝化細菌對碳源的競爭，解決兩者生長代時不同的問題，使得碳氮比較低條件下，只需碳源充足，也能達到較好的脫氮除磷效果。

參考文獻

[1] 孫玲，錢雨荷，張慧芳，等.反硝化聚磷菌研究進展[J].節水灌溉，2015（2）：40-44.

[2] 楊菲菲，馬放，魏利，等.不同進水條件對SBR工藝脫氮除磷效能的影響[J].環境科學與技術，2011，34（6）：127-131.

作者簡介

徐康琪（2000-），女，黑龍江齊齊哈爾人;畢業院校：哈爾濱石油學院，專業：環境工程，學歷：本科在讀，研究方向：污水處理技術。