袁 鹰，刘明源

（泰州职业技术学院，江苏泰州225300）

1 实验部分

1.1 试剂与原料

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，不需要驯化，可以直接使用）。

1.2 实验仪器

HH-2数显恒温水浴锅，常州国华电器有限公司；TU-1800S紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；FA2104A分析天平，上海精天电子仪器有限公司；SARTORIOUSpH计，一套50mL具塞比色管。

2 脱氮除磷影响因素分析

2.1 停留时间对污水处理效果的影响

2.1.1 停留时间对COD去除率的影响

分别为0.10、0.15、0.20、0.25、0.30kgCOD/（kgMLSS·d）污泥负荷时在 4、6、8、12、24、36h停留时间对 COD去除效果的影响，结果见图1。

由图1可以得出：曝气时间是影响COD处理效果最主要的因素。若曝气4h，COD去除率则高达80%以上，这说明好氧对COD去除效果非常明显，能在较短的曝气时间内去除。COD随着曝气时间增加而逐渐下降，可以明显看出在0～4h这段时间COD呈直线下降趋势，之后COD下降变得缓慢，原因是开始时大量有机物已经被污泥所吸附和好氧微生物所降解，此时微生物处理有机物的能力已接近饱和，之后，COD的下降也变的很缓慢了。在曝气36h后，COD<30mg/L，达到国家一级标准，去除率在90%以上。但考虑投入使用处理时间过长，处理成本会增加，因此我们选定8h为最佳处理时间，处理8h后污水的COD=36.7mg/L，处理效率达88.4%。

2.1.2 停留时间对TP去除率的影响

分别在0.10、0.15、0.20、0.25、0.30kgCOD/（kgMLSS·d）污泥负荷下 4、6、8、12、24、36h时观察 TP去除效果的影响，结果见图2。

由图2可知：TP在0～8h这个时段内迅速下降，在8～12h这个时段内略有上升，在12～24h这个时段内又略有下降，然后在24～36h这个时段内又略有上升。但我们可以明显看出，在0.10～0.30kgCOD/（kgMLSS·d）污泥负荷时，最佳处理时间为8h，TP=0.96mg/L，去除率达到80%，达到国家二级标准，但没有达到国家一级标准，原因是没有进行厌氧反应（厌氧时间也是影响TP去除效果最主要的因素）。磷的去除是通过聚磷菌在厌氧时释磷，在好氧时过量吸磷来实现的，磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提条件，吸磷能力的大小取决于磷的厌氧释放情况，厌氧释磷越充分，聚磷菌贮存的能量就越多，到了好氧阶段吸磷效果就越好，磷的释放量越大，出水的磷浓度就越低，处理效果就越好。

2.1.3 停留时间对NH3-N去除率的影响

分别在0.10、0.15、0.20、0.25、0.30kgCOD/（kgMLSS·d）污泥负荷下 4、6、8、12、24、36h时观察 NH3-N去除效果的影响，结果见图3。

由图3可知：NH3-N在0～8h这个时段内先迅速下降，之后继续曝气，NH3-N也不会下降。开始时NH3-N迅速下降，主要是因为NH3-N发生亚硝化和硝化作用。生物硝化反应包括两个步骤：第一步由亚硝酸细菌将氨氮转化为亚硝酸盐（NO2-）；第二步由硝酸细菌进一步将亚硝酸盐氧化成硝酸盐（NO3-）。这两类细菌都是自养型好氧菌，统称为硝化细菌，它们利用无机碳化物如CO32-、HCO3-或 CO2作为碳源，从 NH3、NH4+或 NO2-的氧化反应中获取能量。因为所用的是好氧污泥，并没有专门去除硝化污泥，污泥里面的硝化细菌是有限的，所以8h后再曝气NH3-N也不会下降。

2.1.4 停留时间对TN去除率的影响

分别在0.10、0.15、0.20、0.25、0.30kgCOD/（kgMLSS·d） 污泥负荷下 4、6、8、12、24、36h时观察 TN去除效果的影响，结果见图4。

由图4可知：总氮在0～8h这个时段内呈下降趋势，之后缓慢上升一点后，TN基本上保持不变。总氮包括有机氮、氨氮、无机氮，在好氧时只是有机氮转化为氨氮，因此总氮在单纯的好氧条件下，去除是有限的。

2.2 泥龄对污水处理效果的影响

2.2.1 泥龄对COD去除率的影响

由图 5可知：污泥浓度为 1500、2000、2500、4000mg/L的趋势基本相同，在每天进行不同排泥量后，COD在第一天时去除效果最好，第2、3天基本保持不变，第4、5天会有上升，在第5天时特别是污泥浓度为1500mg/L和2000mg/L时，COD的去除效果已经非常微弱。系列4污泥浓度为3000mg/L在每天排泥量1/15的情况下，对COD的去除效果一直在增加。

2.2.2 泥龄对TP去除率的影响

由图6可知：系列4污泥浓度为3000mg/L在每天排泥量1/15的情况下，对TP的去除效果一直在增加，因此我们得出最佳污泥浓度为3000mg/L，泥龄为15天。

2.2.3 泥龄对NH3-N去除率的影响

系 列 1、2、3、4、5污 泥 浓 度 分 别 为 1500、2000、2500、3000、4000mg/L。

由图7可知：系列4污泥浓度为3000mg/L在每天排泥量1/15的情况下，对NH3-N的去除效果一直在增加，因此我们得出最佳污泥浓度为3000mg/L，泥龄为15天。

2.2.4 泥龄对TN去除率的影响

由图8可知：系列4污泥浓度为3000mg/L在每天排泥量1/15的情况下，对TN的去除效果一直在增加，因此我们得出最佳污泥浓度为3000mg/L，泥龄为15天。

由图5、6、7、8总体分析可知：污泥龄表示活性污泥在曝气池内平均停留时间，也反映了曝气池中污泥全部更新一次需要的时间。生物脱氮除磷主要矛盾之一，生物除磷泥龄越短，污泥含磷量越高，因而希望在高负荷下运行;但除磷的同时又希望脱氮，而硝化只能在泥龄长的低负荷系统中才能运行，因而是有矛盾的，运行中应兼顾三个指标，即TN、TP和NH3-N，努力控制好回流污泥与排放污泥的量，可较好地实现除磷的同时也脱氮的目的。一般泥龄控制在10d以下，能较好脱氮，也能除去一定量的磷。

2.3 pH对污水处理效果的影响

实验进水pH为7.3～7.6，实验出水pH为8.2～8.4。生物除磷系统合适的pH范围与常规生物处理相同，为中性和微碱性，生活污水的pH通常在此范围内;硝化菌对pH值的变化非常敏感，最佳pH值是在8.0～8.4，在这一最佳pH值条件下，硝化菌最大的比增殖速度可达最大值。而硝化反应大量停留在形成亚硝酸盐阶段，可减少需氧量，也减少反硝化时所需碳源。氨氮的处理效果与出水pH值密切相关。本实验所取的生活污水pH值在7.5左右，经过处理后污水的pH为8.4左右。在最佳pH值范围内，转化为过程，溶液中[H+]会升高，水的pH值保持在8以上可保证中和水中的H+，加速的降解转化，所以，pH>8时，的硝化能顺利进行。

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 了 1500、2000、2500、3000、4000mg/L污泥浓度的污泥混合液，探讨了停留时间、泥龄、pH值对生活污水脱氮除磷的影响。通过0.10、0.15、0.20、0.25、0.30kgCOD/（kgMLSS·d）污泥负荷时在4、6、8、12、24、36h进行分析，发现整体趋势为在0～8h这个时段内氮磷迅速下降，在8～36h这个时段内比较平缓，波动不是很大；泥龄第1天时COD去除的效果最好，第2、3天基本保持不变，第4、5天会有上升，之后一直有微弱处理；而对TN、TP和NH3-N，一般泥龄控制在10d以下，能较好脱氮，也能除去一定量的磷；pH值在中性和微碱性条件下脱氮除磷效果较好。

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