袁 鹰，刘明源

（泰州职业技术学院，江苏泰州225300）

1 引言

生活污水含有较高的有机物和氮磷等营养物，氮磷等营养物质进入水体会引起水体富营养化，降低水资源的利用价值，因而生活污水中氮、磷的去除成为废水处理中的热点。

为了防治日益严重的氮磷污染和富营养化，我国2002年1月1日实施新的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002），对城市二级污水处理厂出水的氮磷标准提出了严格的要求。国内建成的大部分二级污水处理厂均要进行工艺改造，增加系统的脱氮除磷功能。因此，笔者以泰州市紫光水业污水处理厂初沉池出水和曝气池的活性污泥制作一定浓度的污泥混合液，自制脱氮除磷工艺，并通过实验检测工艺去除氮磷营养物质的处理效果。

2 实验部分

2.1 试剂和仪器

5%过硫酸钾溶液，钼酸铵（NH4）6MO7O24·4H2O，10%抗坏血酸溶液，氯化铵（NH4Cl），碘化钾，碘化汞，碱性过硫酸钾溶液，硝酸钾均为分析纯；实验污水（泰州市紫光水业污水处理厂初沉池出水），实验污泥（泰州市紫光水业污水处理厂曝气池的活性污泥）。

HH-2数显恒温水浴锅，TU-1800S紫外可见分光光度计，FA2104A分析天平。

2.2 脱氮除磷工艺流程的比较

将自制的脱氮除磷工艺和目前污水处理厂常用的工艺比较，检验自制工艺在脱氮除磷上的优势。

2.2.1 A/O工艺

污泥浓度为2500mg/L。首先将污水加入A段，让其在36℃的恒温水浴中反应1.5h，每隔10min对其摇晃，使其充分反应，反应完毕后静置0.5h取上清液测定COD、TN、TP、NH3-N，然后将剩下的上清液用橡胶管吸入到好氧污泥中进行O段的好氧反应6h，之后测定COD、TN、TP、NH3-N。测定结果如表1所示。

表1 A/O工艺对污水处理效果的分析

由表1可知，COD和TP的去除效果都很好。CODA段的去除率为83%，O段的去除率为42.5%，总的去除率为90.4%。TPA段时TP浓度升高，符合聚磷菌的厌氧释磷好氧吸磷的原理，总的去除率为84.9%。NH3-N A段的去除率为16.4%，O段的去除率为26%，总的去除率为38.1%。TN A段的去除率为12.1%，O段的去除率为18.3%，总的去除率为28.2%。通过A/O工艺脱氮除磷，出水达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）。

2.2.2 O/A/O工艺

污泥浓度为2500mg/L。首先将污水加入O段,停留反应6h，接着进入A段和O段，停留时间分别是2h和6h，每段反应完毕后测定 COD、TN、TP、NH3-N。测定结果如表2所示。

表2 O/A/O工艺对污水处理效果的分析

由表2可知，在O/A/O工艺中，COD和TP主要在O段去除。NH3-N在A段的去除率为45.8%，在O段的去除率分别为34.9%、30.9%，说明A段对去除NH3-N非常有必要。TN在O段的去除率为26.7%和19.8%，在A段的去除率为19.1%，说明要较好的去除N，需要进行硝化和反硝化反应。厌氧区中存有和，会以两种方式影响生物除磷：①产酸菌可利用作为最终电子受体氧化有机基质，因此和的存在会抑制产酸菌的厌氧发酵以及产生挥发性脂肪酸；②反硝化菌利用进行反硝化，同时消耗易生物降解的有机基质，从而竞争性抑制了聚磷菌的厌氧放磷。脱氮与除磷之间存在着这样的矛盾，因此，必须努力控制硝化和反硝化以降低回流污泥中NOx-N对生物除磷的影响。若回流水中含有相当数量的硝态氮，它们随回流污泥进入厌氧区，将优先夺取污水中易生物降解的有机物，使聚磷菌缺少碳源而失去竞争优势，降低除磷效果。在保证二沉池污泥不发生上浮的情况下，尽量降低污泥回流比。实践表明，除磷效果好时，出水的回流比应在50%左右。通过O/A/O工艺脱氮除磷，出水也达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）。

2.2.3 自制的曝气设备处理效果

利用实验室的充氧机、橡胶管、玻璃管、曝气管、纱布等，加上定制的打孔有机玻璃管（管内径6mm，外径10mm，长150mm，两边分别空20mm，中间110mm的玻璃管上打孔，孔径为1mm。每圈打4个孔，间隔为5mm，两边高长为50mm），制作出可移动悬浮曝气设备（规格：连接管用橡胶管和曝气管，上面用泡沫缠绕，使其可以漂浮，下面用四块石子系紧，使曝气时不致浮到水面上）。在水池中加入35L的好氧污泥和35L污水，即得污泥浓度为2500mg/L，曝气6h，待其沉淀半小时后进行测定，测定结果如表3所示。

表3 自制的可移动悬浮式曝气设备的处理效果

在实验过程中测定其溶解氧，基本维持在2～3mg/L，一共做了三天。我们发现，COD和TP的去除率均达到90%以上，NH3-N去除率在80%以上，TN的去除率在74%以上，去除效果都非常好，出水基本上达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002），而且设备简单，经济适用，适合我国处理氮磷的需要，建议加大这方面的研究力度。

在生物除磷中，最重要的是为厌氧区创造并维持严格的厌氧条件，以诱导放磷，以便随后在好氧区中能更多的吸磷和除磷。由于氧是易接受的最终电子受体，只要有氧存在，兼性厌氧细菌就不会启动其发酵代谢，不会产生脂肪酸，不能满足聚磷菌摄取低分子有机酸以合成PHB的要求，也就不会诱导放磷。相反，只要有少量氧存在，就足以导致先前放过磷的污泥吸磷。一般来说，厌氧区的DO应小于0.2mg/L。另外，应严格控制好污水在厌氧区停留的时间，一般不能超过2h，否则会出现无效放磷。亚硝酸菌和硝酸菌均属绝对好氧菌。在生物膜和活性污泥反应器中，当膜的厚度和污泥颗粒尺度较大时，形成对氧扩散梯度，一般认为至少应使溶解氧浓度在2mg/L以上时才能很好地进行硝化作用，否则硝化作用会受到抑制。

3 结论

笔者以泰州市紫光水业污水处理厂初沉池出水和曝气池的活性污泥制作一定浓度的污泥混合液，自制脱氮除磷工艺，通过测定COD、TN、TP、NH3-N等指标检测工艺处理效果。通过实验测定自制的可移动悬浮式曝气设备，处理效果非常好：进水COD=324.6mg/L，TP=6.04 mg/L，NH3-N=49.3mg/L，TN=56.4mg/L， 出 水 COD=28.7mg/L，去除率为91.2%，TP=0.49mg/L，去除率为91.9%，NH3-N=8.02mg/L，去除率为 83.7%，TN=12.7mg/L，去除率为77.5%。COD、TN、TP、NH3-N均达到我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002），且可移动悬浮曝气设备结构简单，经济投入小，适合我国处理氮磷的需要。

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