陳笑清（廈門市污水處理廠有限公司，福建 廈門 361000）

生 態(tài) 與 環(huán) 境 工 程

城市生活污水經(jīng)A/O除磷亞硝化試驗(yàn)研究

陳笑清
（廈門市污水處理廠有限公司，福建 廈門 361000）

摘要：隨著人們用水污染的日益嚴(yán)重，專業(yè)人員開始研究有效綠色的污水處理方法。厭氧氨氧化技術(shù)是目前已知的最經(jīng)濟(jì)的生物脫氮技術(shù)，是指在厭氧或缺氧條件下，ANAMMOX菌將氨氮和亞氮按照1：1的比例轉(zhuǎn)變成氮?dú)獾纳镞^程。本實(shí)驗(yàn)采用SBR燒杯對(duì)比試驗(yàn)，本文對(duì)于亞硝化技術(shù)進(jìn)行了深入研究，探索將試驗(yàn)進(jìn)程控制在全部亞硝化還是部分亞硝化范圍內(nèi)的問題，以期為厭氧氨氧化技術(shù)應(yīng)用于城市生活污水提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：A/O；pH值；試驗(yàn)；技術(shù)

1　實(shí)驗(yàn)材料和方法

1.1試驗(yàn)方法

在2L燒杯中接入來自含亞硝化細(xì)菌污泥400ml，再加入同試驗(yàn)用水1400ml，兩個(gè)微氣泡粘砂曝氣頭均勻布置在燒杯底部，提供恒定曝氣量維持溶解氧有穩(wěn)定階段小于0.2mg/l，并設(shè)置pH、ORP、DO在線儀器進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，每隔10min記錄各參數(shù)值，并在明顯參數(shù)變化點(diǎn)處取樣，沉淀5min后過濾留樣待測(cè)。

1.2 試驗(yàn)用水

試驗(yàn)用水采用某小區(qū)實(shí)際生活污水經(jīng)A/O工藝處理后的二級(jí)出水，水質(zhì)指標(biāo)見表 1。

1.3 分析檢測(cè)方法

水樣分析項(xiàng)目中NH4+-N采用納氏試劑光度法；

NO2--N采用N - （1 - 奈基） - 乙二胺光度法；

NO3--N采用紫外分光光度法；

MLSS、MLVSS、SV 和SVI 均按國(guó)家環(huán)保局發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定；

采用先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備采集實(shí)時(shí)參數(shù)（DO和溫度采用EUTECH DO2000PPG多功能溶解氧在線測(cè)定儀；

pH采用WTW pH296型在線測(cè)測(cè)定儀；

OPR采用WTW ORP296型在線測(cè)定儀）。

表1　實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)

2　結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)1：生活污水經(jīng)A/O工藝處理后的二級(jí)出水SBR試驗(yàn)

表1為一穩(wěn)定周期內(nèi)NH4+-N、NO2--N、NO3--N濃度變化情況。

在SBR試驗(yàn)前60min內(nèi)，氨氮被快速轉(zhuǎn)化，消耗速率為1.03kg/m3·d，亞硝酸鹽也急劇增長(zhǎng)，其生成速率為0.98kg/（m3·d），兩者隨反應(yīng)時(shí)間呈明顯線性關(guān)系，此期間硝酸鹽共增加5.4mg；

此后剩余11 mg·L–1氨氮耗費(fèi)110min才得以全部轉(zhuǎn)換，亞硝酸鹽達(dá)到最大積累量后有少許降低，硝酸鹽持續(xù)增長(zhǎng)至18mg，此階段氨氮轉(zhuǎn)化速率和亞硝酸鹽的生成速率均大大降低，分別為0.26 kg/（m3·d）和0.11 kg/ （m3·d）。

計(jì)算得出，在反應(yīng)初期，耗氧速率穩(wěn)定，系統(tǒng)的氧氣供需達(dá)到平衡，前30min內(nèi)DO穩(wěn)定在0.1~0.2 mg·L–1之間，從第40min開始，隨著氨氮的消耗，平衡被打破，DO開始上升，此時(shí)氨氮轉(zhuǎn)化約50%，至150min時(shí)DO不再變化，趨于穩(wěn)定，至此氨氮全部被轉(zhuǎn)化，繼續(xù)曝氣DO會(huì)少許降低，一部分NO2--N氧化為NO3--N。

從整個(gè)變化趨勢(shì)上看，以DO為參數(shù)對(duì)亞硝化工藝的控制標(biāo)志是曲線達(dá)到峰值并平穩(wěn)，但是從DO上升至氨氮消耗完畢需時(shí)太長(zhǎng)，會(huì)破壞低氧對(duì)NOB細(xì)菌產(chǎn)生的抑制作用，從而破壞亞硝化系統(tǒng)。

計(jì)算得出，ORP曲線一直呈減緩的上升趨勢(shì)，沒有明顯突變點(diǎn)，因此不適于作為亞硝化過程的指示參數(shù)。

計(jì)算得出，亞硝化過程中pH值隨堿度的消耗不斷降低，直至反應(yīng)結(jié)束趨于平穩(wěn)，沒有指示全部亞硝化結(jié)束的顯著標(biāo)志，也沒有出現(xiàn) “pH凹谷”，分析可能是在曝氣吹脫和堿度消耗兩者共同制約pH變化的系統(tǒng)中，前期堿度充足，氨氮轉(zhuǎn)化率較快，以產(chǎn)酸占主導(dǎo)地位，當(dāng)堿度不足導(dǎo)致pH值降低至7.0，影響AOB細(xì)菌的活性，H+離子生成速度變緩，產(chǎn)酸與CO2吹脫作用逐漸達(dá)到平衡，pH值下降緩慢至反應(yīng)結(jié)束前不再變化。

2.2 實(shí)驗(yàn)2：高堿度條件下SBR亞硝化對(duì)比試驗(yàn)

為尋求全部亞硝化進(jìn)程的精準(zhǔn)控制方式，向原水中投加適量NaHCO3配制成堿度為1220 mg·L–1（是實(shí)際水樣的2.3倍），典型周期內(nèi)三氮濃度變化比較發(fā)現(xiàn)：高堿度下的SBR運(yùn)行周期縮短80min，50min就完成了等量氨氮的轉(zhuǎn)化，以此時(shí)間為界，前后期氨氮轉(zhuǎn)化速度分別為1.21kg/（m3·d）、1.09kg/ （m3·d），同原水反應(yīng)速度相比，后期反應(yīng)速度降低很少，約為原來后期反應(yīng)速度的四倍。

與原水pH變化對(duì)比發(fā)現(xiàn)，高堿度硝化過程出現(xiàn)“pH凹谷”現(xiàn)象，谷底pH值為7.9適于AOB細(xì)菌生長(zhǎng)，所以前后期氨氮轉(zhuǎn)化速度變化不大，這說明在堿度充足條件下，pH降低較少，AOB細(xì)菌不會(huì)受到影響，在短時(shí)間內(nèi)完成氨氮轉(zhuǎn)化后，H+ 濃度不再變化，CO2吹脫作用占據(jù)主導(dǎo)地位，pH值表現(xiàn)上揚(yáng)。

可見，堿度對(duì)亞硝化速度影響很大，其主要作用是中和氨氮氧化過程中釋放的氫離子。SBR實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)pH值為6.58、堿度仍有90 mg·L–1的剩余，而在試驗(yàn)1條件下、出水堿度幾乎沒有剩余。

結(jié)語

綜上，在生活污水經(jīng)A/O除磷后進(jìn)行SBR亞硝化反應(yīng)，在氨氮大量轉(zhuǎn)化后，AOB細(xì)菌基質(zhì)濃度降低，同時(shí)因堿度不足pH值降低不足以維持AOB適宜的生長(zhǎng)環(huán)境；另外在DO轉(zhuǎn)折點(diǎn)處氨氮仍有大量剩余，不是反應(yīng)終點(diǎn)，pH、ORP也均無明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)來控制實(shí)現(xiàn)全部亞硝化，同時(shí)系統(tǒng)有向全程硝化轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)，也不適宜采用全部亞硝化進(jìn)程，以采用部分亞硝化進(jìn)程為宜。而用采用高堿度水做燒杯對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，DO、pH值均有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，反應(yīng)結(jié)束時(shí)仍有大量堿度剩余，pH值保持在適合亞硝化細(xì)菌生活，高堿度條件下，可以將試驗(yàn)進(jìn)程控制在全部亞硝化階段，但是生活污水經(jīng)A/O除磷后的堿度偏低，而市政污水量比較大，另外投加堿劑經(jīng)濟(jì)上不合理，所以此種水質(zhì)條件下，亞硝化反應(yīng)進(jìn)程保持在部分亞硝化階段為宜。

參考文獻(xiàn)

[1]曹建平．基于亞硝化和厭氧氨氧化的新型生物脫氮技術(shù)的應(yīng)用研究[D]．2007．

中圖分類號(hào)：X703

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A