季斌，朱雷，陳威，王健，楊開

(1.武漢科技大學 城市建設學院，武漢 430065；2.武漢大學 土木建筑工程學院，武漢430072)

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FeSO4應用于SBBF強化除磷

季斌1，朱雷1，陳威1，王健1，楊開2

(1.武漢科技大學 城市建設學院，武漢 430065；2.武漢大學 土木建筑工程學院，武漢430072)

摘要：序批式生物膜濾池(SBBF)是基于序批式生物膜法的改進污水處理新型工藝，針對SBBF處理城市污水的除磷的效果較差的弊端，通過直接投加FeSO47H2O到反應體系實現(xiàn)協(xié)同除磷，使得該工藝能夠較好地應用于污水脫氮除磷。Fe(Ⅱ)的投加量從0.03～0.3mM進行協(xié)同除磷試驗，結(jié)果表明0.2mM的Fe(Ⅱ)投加可為有效投加量。進一步將0.2mM的Fe(Ⅱ)在進水階段后投加到反應體系，穩(wěn)定運行1個月，發(fā)現(xiàn)出水的TP穩(wěn)定保持在0.5mg/L以下，而COD和氮的去除基本不受影響。-N、TN和TP的平均去除率分別為84.9%、83.2%、46.3%和88.2%。反應器出水的各項指標均穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)的一級A排放標準。

關(guān)鍵詞：序批式生物膜濾池；協(xié)同除磷；混凝劑；城市污水

序批式生物膜濾池(sequencingbatchbiofilmfilter)是序批式生物膜法和生物濾池的有效結(jié)合，通過接觸氧化和過濾作用從而達到去除污染物的目的[1-2]。之前的研究表明[3]，序批式生物膜濾池通過同步硝化反硝化作用脫氮的效果較好, 由于大量的異養(yǎng)微生物的生長代謝可獲得較高的有機物的去除率。但是SBBF通過反硝化除磷作用和反沖洗過程排泥而達到除磷的效果，出水的TP的濃度基本上達不到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)中一級A標準的要求[1-2, 4]。膜法除磷主要是依靠生物膜的脫落，然后排放到反應系統(tǒng)外來達到除磷目的[5]，較長的SRT也不利于生物除磷。

化學除磷是利用化學藥劑將水中溶解性的磷變?yōu)榉侨芙庑缘牧?，而化學協(xié)同除磷是將化學混凝劑直接投加在生物反應池中[6]，使溶解性有機磷由水中析出而沉淀或過濾分離[7]，是一種簡單有效的強化除磷的方法。這就需要采用化學協(xié)同除磷的方法來進一步提高SBBF對磷的去除作用。鐵鹽和鋁鹽被廣泛運用于強化反應器磷的去除[8-11],由于鐵鹽比鋁鹽對微生物毒性更小，且硫酸亞鐵價格相對低廉,本研究采用FeSO47H2O對SBBF進行強化協(xié)同除磷，旨在探索其投加方式，投加量及對污染物去除效果的研究。

1試驗材料與方法

1.1試驗裝置

SBBF裝置見圖1所示。反應器采用有機玻璃制造，有效高度3.5m，內(nèi)徑0.235m。底部為0.5m集水區(qū)，在集水區(qū)上面是具有曝氣盤和長柄濾頭，其中,曝氣盤上開有數(shù)十個0.9mm直徑的曝氣孔，曝氣盤上面依次是1.1m的無煙煤濾料(直徑1～2mm，真實密度1 500kg/m3)和1.7m的高分子復合物生物帶填料(4mm厚，40mm寬，真實密度800kg/m3，30 000m2/m3的比表面積)，進水口在填料的上部，每周期處理的水量通過浮球閥進行自動控制(H1-H2)。

圖1　SBBF實驗裝置圖Fig.

通過控制柜來自動控制裝置運行，反應器裝置的運行方式為間歇進水，間歇出水。原水通過管道進水泵到反應器，混合靜置30min，曝氣70min沉淀10min，靜置過濾出水從而進入下一個周期。出水的初始濾速控制在5m/h左右，控制氣閥使得水中DO保持在2～3mg/L，通過控制每周期的水量使得HRT為10h，通過反沖洗排泥使SRT控制在60d左右。

1.2投藥方案

在最佳工藝參數(shù)條件下，SBBF對有機物和氮素的去除效果很高，但對磷的去除效果的欠缺，將FeSO47H2O用10mL純水溶解后，在進水階段結(jié)束后的3min內(nèi)，直接投加到反應器，在得出最佳投藥量之后，試驗一個月。選擇每日正午的進水和出水來測定氮磷和COD等指標。由于混凝劑的投加使得反應器的產(chǎn)泥量增多，SBBF的反沖洗周期從5d左右減少到3d左右。

1.3試驗水質(zhì)及方法

表1　SBBF進水水質(zhì)指標

2結(jié)果與討論

FeSO47H2O的投加量從0.03～0.3mM，取樣并測定各項水常規(guī)指標。FeSO47H2O投加量如表2所示，圖2為不同濃度FeSO47H2O投加量下進水和出水的總磷濃度。由圖2可知，當FeSO47H2O達到0.2mM及以上的時候，出水總磷均在0.5mg/L以下，綜合考慮污染物去除效果和經(jīng)濟因素，F(xiàn)eSO47H2O的投加量確定為0.2mM。

表2　不同濃度FeSO47H2O投加量方案

圖2　不同濃度FeSO47H2O投加對TP去除效果的影響Fig.2　Impact of varied concentrations of FeSO47H2O on TP removal

對其效果進一步評價，將FeSO47H2O投加量穩(wěn)定在0.2mM一個月時間，每隔一天取樣測定各項水質(zhì)指標。進出水總磷、總氮、氨氮和生化需氧量的結(jié)果分別如圖3～6所示。

圖3　FeSO47H2O投加對COD的去除效果的影響Fig.3　effect of FeSO47H2O addition on COD removal

圖4　FeSO47H2O投加對的去除效果的影響Fig.4　effect of FeSO47H2O addition on

圖5　FeSO47H2O投加對TN的去除效果的影響Fig.5　effect of FeSO47H2O addition on TN removal

圖6　FeSO47H2O投加對TP的去除效果的影響Fig.6　effect of FeSO47H2O addition on TP removal

3結(jié)論

1)針對SBBF除磷效果差的特點，成功運用硫酸亞鐵直接投加到反應體系進行強化脫氮除磷。

2)硫酸亞鐵的用量為0.2mM,可使得SBBF出水的TP在0.5mg/L以下，而有機物和氮的去除基本不受影響。

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(編輯胡玲)

EnhancedphosphorusremovalinaSBBFbyusingferroussulfate

JiBin1,ZhuLei1,ChenWei1,WangJian1,YangKai2

(1.SchoolofUrbanConstruction,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430065,P.R.China；2.SchoolofCivilEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072,P.R.China)

Abstract:AsequencingbatchbiofilmfilterwasanoveltechnologybasedonSBBR.Asthesequencingbatchbiofilmfilterwasnotefficientforphosphorusremovalinthetreatmentofdomesticsewage,FeSO47H2OwasaddedtotheSBBFinordertoachievechemicalaidedbiologicalphosphorusremoval,whichwasmeaningfulfornitrogenandphosphorusremovalinwastewatertreatment.WhenconcentrationsofFe(Ⅱ)variedfrom0.03to0.3mM,itindicatedthat0.2mMFe(Ⅱ)mightbeaproperdosage.When0.2mMFe(Ⅱ)wasaddedtothebioreactorattheendofinfluentphaseforonemonth,theeffluentTPremainedstableatbelow0.5mg/L,andtheremovalofCODandnitrogenwerenotaffected.Theaverageremovalefficienciesof-N、TNandTPwere84.9%、83.2%、46.3%and88.2%，respectively.TheparametersofreactoreffluentwerestabletoachievetheAstandard“dischargestandardofpollutantsformunicipalwastewatertreatmentplant(GB18918—2002)”.

Keywords:sequencingbatchbiofilmfilter;chemicalaidedbiologicalphosphorusremoval;coagulant;domesticsewage

doi:10.11835/j.issn.1674-4764.2016.03.008

收稿日期：2016-01-12

基金項目：湖北省教育廳中青年人才項目(Q20161116);國家科技支撐計劃(2014BAL04B04)；武漢科技大學青年科技骨干培育計劃(2016XZ033)

作者簡介：季斌(1987-)，男，主要從事污水處理工藝及環(huán)境微生物學研究，(E-mail)binji@wust.edu.cn。

Foundationitem：YouthFoundationbyHubeiMinistryofEducation(No.Q20161116);NationalScienceandTechnologyPillarProgram(No. 2014BAL04B04)；ThePlanforOutstandingYoungTeachersofWUST(No. 2016XZ033)

中圖分類號：X703

文獻標志碼：A

文章編號：1674-4764(2016)03-0053-05

Received:2016-01-12

Authorbrief：JiBin(1987-),maininterests:wastewatertreatmentprocessandenvironmentalmicrobiology,(E-mail)binji@wust.edu.cn.