碳源对SBR系统短程硝化_反硝化除磷影响的比较研究_冀周英

污水中氮和磷的去除是防止水体富营养化的一项重要措施，可分别通过硝化反硝化和增强生物除磷的方法达到。但是，城市污水厂常常因为碳源不足或碳源质量不好导致难以深度生物去除氮和磷，短程硝化反硝化脱氮工艺与传统的生物脱氮工艺相比，因其可节省耗氧量、低碳源消耗以及污泥产量低等优点[1]成为研究热点。城市污水的生物除磷主要是基于聚磷菌（Phosphorusaccumulatingorganisms，PAOs）在好氧时磷酸盐的吸收远远超过厌氧时磷的释放来完成，近年来，许多文献[2-3]报道了反硝化除磷现象，反硝化除磷是指PAOs能在缺氧的条件下利用硝态氮或亚硝态氮作为吸磷的电子受体，此时，PAOs体内的贮能物质聚羟基烷酸PHA（Poly-hy-droxyalkanoates）并非如传统的好氧吸磷时被降解利用，而是作为硝态氮或亚硝态氮反硝化的碳源，同时进行缺氧吸磷，实现了脱氮、除磷过程的耦合。因此，反硝化除磷技术不仅减少了PHA的无谓消耗，而且反硝化和除磷过程的结合从根本上解决了传统BNR（Biologicalnutrientremoval）工艺中脱氮和除磷2个过程在争夺碳源方面的矛盾。文献中[4-5]常用乙酸或乙酸钠作BNR的碳源来讨论短程硝化和反硝化除磷，本文从降低污水生物处理过程的碳源消耗以及补充污水优质碳源组分的角度，利用向污水中加入由表面活性剂SDBS（十二烷基苯磺酸钠）促进剩余污泥发酵产生的有机酸[6]作BNR的碳源，实现了短程硝化反硝化同时反硝化除磷，使城市污水达到稳定深度除磷脱氮的要求。1试验部分1.1污泥性质试验中所用接种污泥和发酵用剩余污泥均取自上海市某污水处理厂二沉池，该污泥具有生物除磷脱氮功能，在进行试验之前，使污泥在4℃下沉降24h，剩余污泥经沉降后的主要性质为：pH(6.7±0.2)，悬浮固体（TSS）质量浓度(14508±721)mg·L-1，挥发性悬浮固体（VSS）质量浓度(10655±527)mg·L-1，总糖质量浓度(1472±73)mg·L-1，总蛋白质质量浓度(3101±152)mg·L-1。SDBS促进剩余污泥发酵及发碳源对SBR系统短程硝化/反硝化除磷影响的比较研究冀周英，陈银广（同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092）摘要：2个实验室规模的序批式反应器在厌氧/好氧/缺氧交替条件下运行，以比较表面活性剂SDBS促进剩余污泥发酵产生的发酵液（S-SBR）与乙酸（A-SBR）分别作碳源对同时生物除磷脱氮系统的影响。结果表明，2个SBR反应器中均发生部分短程硝化反硝化，好氧段，S-SBR中亚硝态氮累积的VSS最高浓度为3.5mg·g-1，累积率达到70.0%，分别为A-SBR的2.3倍和1.7倍；A-SBR中的磷主要通过好氧聚磷去除，而S-SBR中除了好氧聚磷外，另有13.0%的磷通过反硝化除磷去除，使得S-SBR中总氮和磷的去除率（分别为94.7%和100.0%）比A-SBR（分别为79.2%和73.4%）高，因此，以剩余污泥发酵液作碳源与乙酸相比有助于生物脱氮除磷系统保持较好的脱氮、除磷效果。关键词：厌氧/好氧/缺氧；剩余污泥发酵液；乙酸；短程硝化；反硝化除磷中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2011)06-0059-005收稿日期：2010-08-09基金项目：国家高技术研究发展计划（863）项目：城市污水深度同步生物除磷脱氮新技术的研究（2007AA062326）作者简介：冀周英（1978－），女，博士研究生，研究方向为水污染控制方法及机理；E-mail：jizhouying@yahoo.com.cn联系作者：陈银广，教授，博士生导师；E-mail：yg2chen@yahoo.com第37卷第6期2011年6月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.6Jun.,201159DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2011.06.015酵液固液分离的方法参见课题组研究结果[7-8]，固液分离后的剩余污泥发酵液性质见表1（SCOD为可溶解性COD；TSCFA为总短链脂肪酸；酸、糖及蛋白质以COD计）。1.2反应器设置与运行活性污泥在实验室规模的2个厌氧/好氧/缺氧交替运行的序批式反应器（SBR）中富集，分别以乙酸（A-SBR）和SDBS促进剩余污泥产生的发酵液（S-SBR）为碳源，SBR反应器的工作容积为3.0L。每昼夜运行3个周期，每个周期8h，其中厌氧阶段100min，好氧60min，缺氧45min，好氧30min，缺氧45min，好氧30min，缺氧45min，好氧15min，沉淀70min，排水10min，闲置30min。当沉淀结束后，排出3.0L上清液，在下一个