如何提高污泥脫氮除磷效果效率

氮、磷污染已成為破壞水體環境的主要因素之一(如水體富營養化)，生物脫氮除磷越來越受到人們的重視.  在常規污水生物處理系統中，由于脫氮與除磷之間存在矛盾，常采用化學法輔助除磷(通過投加鐵鹽和鋁鹽出水TP含量在0.02 mg ˙L- pH做為基本的污水指標，勢必成為供求的熱點，這對廣大的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，必將為中國的環保事業帶來可觀的經濟效益。我們美國BroadleyJames生產的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極經久耐用，質量可靠，測試準確，廣泛應用于各級環保污水監測以及污水處理過程。

1以下); 而脫氮由于受溫度、  DO、 pH值等因素的影響難以達到穩定的脫氮效果.

好氧顆粒污泥具有優異的沉降性能、 較高的微生物濃度和良好的抗沖擊負荷能力[9, 10, 11].  有研究發現，顆粒污泥一定的粒徑和緊密結構導致DO在污泥內部傳質時形成好氧區/缺氧區/厭氧區從而有利于系統同步脫氮除磷[12, 13, 14].  Kerrn-Jespersen等[15]發現PAOs具有反硝化聚磷能力，它以NO-x(NO-2+NO-3)代替氧作為電子受體同步去除N和P，可以有效節約碳源和能源，反應器形成NO-x是反硝化聚磷的重要步驟.  如果系統中存在反硝化聚磷菌，反應器吸磷過程中可以減緩硝酸鹽存在對聚磷菌活性的影響;  如果反硝化聚磷菌不存在，在脫氮除磷顆粒污泥中好氧段硝酸鹽將對好氧吸磷產生影響[16, 17].

同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification,  SND)作用是使在污泥外部好氧區形成的NO-x，通過內層缺氧區反硝化作用降低從而減少主體溶液中NO-x(NO-2+NO-3)的積累(NO-x不積累可以降低其對聚磷菌活性的影響)[18].  因此，污泥內部形成穩定性的好氧區/缺氧區是影響系統脫氮效果的關鍵.  在較低DO下硝化菌活性受到抑制，在較高DO下反硝化菌受到抑制，因此在好氧池中DO對脫氮影響很大. 文獻[21, 20, 21]指出，當DO濃度為0.5 mg  ˙L-1時，系統可以獲得良好的同步硝化反硝化脫氮效果.

利用好氧顆粒污泥進行脫氮除磷研究近年來取得了較大進展[12]，但少有人系統研究脫氮除磷顆粒污泥的硝化反硝化特性.  因此，筆者以好氧/厭氧交替運行的SBR反應器培養的脫氮除磷顆粒污泥為研究對象，采取一定的手段對顆粒污泥反應器的N、 P歷時去除效果、  硝化及反硝化反應特性等進行研究，并通過N的平衡細致分析脫氮除磷反應過程中N的去除走向，豐富了顆粒污泥進行脫氮除磷研究.

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

試驗用SBR反應器，材質為有機玻璃，有效容積4 L，內徑16 cm，高徑比為1.56(圖1). 反應器每周期運行4.8 h，包括進水1 min、 厭氧80  min、 好氧196 min、 沉淀4 min、 出水4 min以及閑置4 min共6個階段. 反應器每周期進水2 L，出水2 L. 反應器攪拌強度在80 r  ˙min-1左右，曝氣強度在12 L ˙(L ˙h)-1左右，溫度在22℃±2℃(由水浴控制)、 pH值在7.5左右.  每天從反應器中排出一定量混合液，維持系統污泥齡在23 d左右.

1.2 試驗用水

試驗用水采用自來水人工配制，其成分如下：COD(NaAc ˙3H2 O) 380~430 mg ˙L-1，NH+4-N(NH4Cl)36~43 mg  ˙L-1，PO3-4-P(KH2PO4和K2HPO4)12~17 mg ˙L-1，MgSO4 ˙H2 O 50 mg ˙L-1，Ca2+ (CaCl2 ˙H2  O)60~70 mg ˙L-1，蛋白胨26 mg ˙L-1，EDTA 30 mg ˙L-1，FeCl3 ˙6H2 O 4.5 mg ˙L-1，H3BO30.45  mg ˙L-1，CuSO4 ˙5H2 O 0.09 mg ˙L-1，KI 0.54 mg ˙L-1，MnCl2 ˙2H2 O 0.36 mg  ˙L-1，Na2MoO4 ˙2H2 O 0.18 mg ˙L-1，ZnSO4 ˙7H2 O 0.36 mg ˙L-1，CoCl2 ˙6H2 O 0.45 mg  ˙L-1.

1.3 反應速率測定

硝化反應速率測定：從反應器中取適量污泥，經3次離心清洗(4 000 r ˙min-1，5 min)后，放入容積為1  L的靜態反應裝置(圖2)，控制反應器溫度(22℃±1℃)和pH值(7.5)，通入空氣，投加適量NH4Cl后立即計時開始取樣，測定不同時間NH+4-N、  NO-3-N和NO-2-N.

反硝化反應速率測定：適量污泥經如前所述前處理后放入容積為1  L靜態反應裝置，控制反應器的溫度(22℃±1℃)和pH值(7.5)，通入N2，投加適量NO-3-N和過量COD，測定不同時間NO-3-N和NO-2-N.

反硝化聚磷反應速率測定：適量污泥經前處理后放入容積為1  L靜態反應裝置，控制反應器的溫度(22℃±1℃)和pH(7.5)，投加適量KH2PO4和過量COD，通入N2進行厭氧釋磷，結束后將污泥進行離心清洗，再重新置入反應裝置，加入適量的NO-3-N和PO3-4-P，取樣測NO-3-N、  NO-2-N和PO3-4-P.