三級SBR除磷脫氮工藝處理生活污水
摘要：根據(jù)生物除磷和反硝化脫氮的機理，污水的脫氮除磷存在基質(zhì)競爭和泥齡方面的矛盾。為解決該矛盾開發(fā)了一種新的污水生物處理反應工藝——三級序批式活性污泥法(三級SBR法)，并運用該方法處理了生活污水。該工藝將具有硝化、聚磷和去碳功能的細茵種群分別控制在三級反應器中優(yōu)勢生長并結(jié)合反硝化除磷技術(shù)。實驗表明，處理效果穩(wěn)定，COD、TN、TP去除率平均為87%、80%、86%，并可以減少能耗，節(jié)約碳源。該工藝能取得較好的同時脫氮除磷效果，且操作簡便，運行費用低，有較好的應用前景。
關(guān)鍵詞：三級SBR；除磷；脫氮
氮、磷的去除比較復雜，傳統(tǒng)脫氮除磷工藝使用同一混合微生物種群完成有機物氧化、硝化、反硝化和除磷。但上述每一過程的目的不同，對微生物組成、基質(zhì)類型及環(huán)境條件的要求也不一樣。多種處理功能的高度關(guān)聯(lián)性限制了處理的效能，這種生物脫氮除磷工藝存在很多制約因素。
1)好氧、厭氧與缺氧段污泥量的分配比影響處理效能的發(fā)揮。厭氧段污泥量比例大則磷釋放效果好，但反硝化效果差；反之，則反硝化效果好，而磷釋放效果差。
2)原污水經(jīng)厭氧段進入缺氧段，磷釋放與硝態(tài)氮爭奪碳源(易降解的有機物)，當原水碳源不足時磷釋放或反硝化不完全。
3)硝化菌、聚磷菌共存于一體系，硝化菌屬專性好氧菌其世代繁殖時間長，要達到良好的硝化效果求較長的污泥齡，而磷從系統(tǒng)中被去除主要是通過富磷剩余污泥的排放實現(xiàn)，要提高除磷效率則要求短泥齡。因此，硝化、聚磷存在泥齡之爭。硝化菌是自養(yǎng)型的細菌，有機濃度并不是它的限制因素，故在硝化反應中，混合液中的C有機濃度不應過高，若BOD濃度過高，會使增殖速度較高的異養(yǎng)型細菌迅速增殖，從而使自養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢，不能成為優(yōu)占種屬，硝化反應難以進行。
為解決上述問題，采用多級序批式反應器和反硝化除磷技術(shù)是不錯的選擇。研究表明，聚磷菌(PAO)中的一類，除在好氧條件下超量聚磷外，在缺氧的條件下，可以硝酸鹽為電子受體超量聚磷同時反硝化。這一類兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厭氧微生物。稱作反硝化除磷菌(DPB)。另外反硝化除磷工藝可將硝化和除磷置于2個相互獨立的系統(tǒng)中進行，硝化菌和DPB可在自身最佳的生長環(huán)境進行生物代謝作用，完成硝化和釋磷過程。
SBR工藝的一個顯著特點就是可以在時間上靈活地控制好氧、缺氧和厭氧的環(huán)境條件，達到脫氮除磷的目的。因此對于處理氮、磷濃度較高的廢水，SBR已成為理想的工藝。該研究將3個普通SBR反應器聯(lián)合使用，有機的組合反硝化除磷等技術(shù)，處理有機濃度不高但氮磷濃度高的生活污水。
1試驗裝置與方法
1.1工藝流程
三級SBR系統(tǒng)由3個序批式反應器組成。SBR，厭氧釋缺氧反硝化并聚磷，SBR好氧去碳、聚磷，SBR專性硝化。工藝流程見圖1。該工藝有三級4步，主要有4個操作過程：
1)厭氧段，原水流入第1個反應器SBR，，緩慢攪拌，有機質(zhì)被吸附、降解。反硝化聚磷菌開始厭氧釋磷。
2)好氧段，第2個SBR接納SBR上清液，在此可去除大部分有機物及P。保持較高的污泥有機負荷，短泥齡和短時曝氣。反應結(jié)束，處理水排人SBR，。
3)硝化段，在第3個反應器SBR，內(nèi)控制反應條件(曝氣，長泥齡)實現(xiàn)硝化。較低的污水有機含量和專性好氧提高了硝化效果。接著，硝化水全部回流SBR1
4)缺氧段，富含硝酸鹽的處理水回流人第1個反應器SBR，缺氧反硝化和聚磷。
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