改良型SBR工艺脱氮除磷的试验研究

许康琪 徐艳茹 肖雪 付海迪 马秋爽

摘 要 采用人工配水，研究分段进水、不同碳氮比条件下，改良型SBR工艺对生物脱氮除磷效果的影响。结果表明：采用分段进水能够提高水体脱氮除磷效果，不同进水流量分配比去除效果不同，进水流量分配比为5：3时，TN的去除效果最佳。同时改良型SBR反应器能够消除聚磷菌与反硝化细菌对碳源的竞争，促进硝态氮的去除，减弱对聚磷菌的抑制作用，提高聚磷菌的释磷效果，使出水中TP浓度控制在0.1-0.3mg/L范围内。使得碳氮比较低条件下，只需碳源充足，也能达到较好的脱氮除磷效果，实现同步脱氮除磷。

关键词 人工配水;分段进水;SBR工艺;脱氮除磷

引言

水体中氮、磷含量超标能够导致水体产生富营养化现象。现阶段采用的污水处理工艺普遍具有较好的有机物去除效果，但对于水体的脱氮除磷效果的提高一直是个难题，亟须解决。而导致水体脱氮除磷效果不佳的原因是水体中大量存在的聚磷菌和反硝化细菌存在着对于碳源的竞争，且两种微生物代时不同，成为工艺处理过程中的矛盾点。而随着研究表明，反硝化聚磷菌能够实现“一碳两用”，通过利用硝酸盐氮为电子受体，在进行反硝化的同时能够达到吸磷的目的，从而能够根本上解决上述瓶颈问题[1]。本文依托黑龙江省大学生创新训练计划项目，研究改良型SBR工艺在不同进水条件下对水体脱氮除磷效果的影响，实现水体的达标排放。

1实验部分

1.1 仪器与试剂

实验采用WT-037型号SBR反应器，反应器为圆柱形有机玻璃仪器，直径20cm、高50cm。

实验采用人工配水，配水以无水乙酸钠为电子供体，磷酸二氢钾为磷源，氯化铵为氮源，加入无水氯化钙、硫酸镁及微量元素，配水水质稳定且易于控制，便于工艺稳定运行。

SBR反应器运行参数设置如下：进水5min，厌氧180min，好氧120min，缺氧180min，沉淀30min，排水5min。好氧阶段采用微孔曝气头曝气，缺氧阶段采用搅拌器搅拌。实验选用哈尔滨松浦污水处理厂初沉池活性污泥，MLSS保持在4000mg/L左右。

1.2 实验方法

通过改变不同进水流量分配比和碳、氮比例，监测水体中氮、磷的含量，得到不同条件下SBR工艺脱氮除磷的效果。

2实验结果与讨论

2.1 不同进水流量分配比对TN去除效率的影响

实验采用7组不同的进水设计流量，不同进水流量分配比TN去除量和去除效率如表1所示：

由表1可知，当不采用分段进水，即进水流量分配比为1：0时，TN去除效率为20%，去除效率极低。采用分段进水方式后，随着后加原水量的不断增加，TN去除量和去除效率均大幅度提高。当设计进水流量分配比分别为4：1、3：1、7：3、5：3时，TN去除量与无分段进水相比分别增加了1.5、2.0、5.9、12.5mg/L，去除效率与无分段进水相比分别增加了8%、12%、32%、66%。主要原因是后加原水中的碳源能够提高微生物的反硝化作用。当继续增加原水量，进水流量分配比为3：2和1：1时，TN去除效率与流量分配比为5：3时相比，分别降低了14%和32%。出现该现象的原因是后加原水中增加的硝态氮，能够抑制微生物的反硝化作用，进而影响TN的去除效率。

2.2 不同进水流量分配比对TP去除效率的影响

城市生活污水中同时存在着反硝化菌和聚磷菌，两种细菌存在着对碳源的竞争。竞争在低分子有机酸的竞争中，反硝化细菌占优势，硝态氮能够抑制聚磷菌的释磷作用，从而影响水体TP的去除效率。

2.3 不同碳氮比对脱氮除磷效果的影响

前人研究表明：城市生活污水中碳氮比至少为4.5时，微生物能够进行脱氮除磷。当达不到此比例条件时，需投加外碳源[2]。本实验小组成员通过查阅相关文献，改变实验过程中的碳氮比，得到不同碳氮比对脱氮除磷效果的影响。

3结束语

本文通过改变不同进水流量分配比和碳、氮比例，探讨对改良型 SBR工艺脱氮除磷效果的影响。得到结论如下：

（1）采用分段进水方式，能够提高TN的去除效果。不同进水流量分配比去除效果不同，进水流量分配比为5：3时，TN的去除效果最佳。

（2）反硝化细菌和聚磷菌对碳源的竞争，影响TP的去除效果。采用分段进水方式，能够促进硝态氮的去除，减弱对聚磷菌的抑制作用，提高聚磷菌的释磷效果，使出水中TP浓度控制在0.1-0.3mg/L范围内。

（3）改良型SBR工艺能够消除聚磷菌与反硝化细菌对碳源的竞争，解决两者生长代时不同的问题，使得碳氮比较低条件下，只需碳源充足，也能达到较好的脱氮除磷效果。

参考文献

[1] 孙玲，钱雨荷，张慧芳，等.反硝化聚磷菌研究進展[J].节水灌溉，2015（2）：40-44.

[2] 杨菲菲，马放，魏利，等.不同进水条件对SBR工艺脱氮除磷效能的影响[J].环境科学与技术，2011，34（6）：127-131.

作者简介

徐康琪（2000-），女，黑龙江齐齐哈尔人;毕业院校：哈尔滨石油学院，专业：环境工程，学历：本科在读，研究方向：污水处理技术。