低温对生物脱氮除磷系统影响的试验研究_刘长青

外界环境的变化可以显著影响生物脱氮除磷系统的稳定运行。而温度是外界环境中对系统稳定性起重要作用的影响因素，温度影响生物反应的途径有两条：（1）影响酶催化反应的速率；（2）影响基质扩散到细胞内的速率。生物硝化中，亚硝酸菌最佳生长温度为35!，硝酸菌的最佳生长温度为3542#。温度不仅会影响硝化的效果，而且会影响硝化速率。一般来讲，生物硝化的适宜温度范围为15$35%，当温度低于10&时，生物硝化作用会受到明显抑制[1,2]。也有研究表明，在特殊水质条件下，温度处于8’时硝化效率仍然可以达到90%[3]。温度对除磷的影响虽然不如对硝化的影响显著，但温度的降低可以影响聚磷菌的释磷和吸磷速率[4]。本研究是在冬季低温环境条件下进行的，目的是考察低温条件下倒置A2/O工艺小试脱氮除磷效果与温度变化的相关关系；确定该水质条件下硝化效果变差的临界温度。试验在青岛市某污水处理厂进行，试验进水取自污水处理厂的曝气沉砂池出水。试验期间装置的进水水质见表1。试验运行采用倒置A2/O工艺，流程示意图见图1。试验在不同季节进行，以对比不同温度条件对处理效果的影响。装置生化反应部分的有效容积为289L，各段有效容积比为：A1:A2:O=1:1:2，好氧区采用穿孔管曝气，非曝气区为机械搅拌。试验初期，系统从污水厂曝气池接种活性污泥混合液，经过培养驯化，在系统运行稳定后，进入正式试验阶段。运行方式为连续进水，进、出水水样分析取自原水水箱与二沉池出水。为了进一步研究该水质低温条件下温度对生物刘长青1，毕学军2，张峰2，张波3，张亚雷1，赵建夫1(1.同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092；2.青岛理工大学，山东青岛266033；3.山东省环保局，山东济南256100)本试验主要研究了在低温条件下，生物脱氮除磷倒置A2/O工艺小试系统处理效果随温度的变化情况，并通过试验确定了所研究水质硝化效果变差的临界温度。试验结果表明：当进水温度下降到15～7℃时，小试的硝化及除磷效果会随之明显下降。该水质条件下生物硝化效果变差的临界水温为13℃。低温；硝化；除磷；倒置A2/O工艺X703.1A1000-3770(2006)08-0018-04收稿日期：2005-06-20基金项目：国家高技术研究发展计划（863）资助项目（2002AA328010）；山东省环保局项目（59738150）作者简介：刘长青（1974-），男，博士研究生，研究方向为水污染控制；联系电话：021-65984268，13585875631；E-mail：lcqlfy@163.com。水质指标范围COD(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)NO3--N(mg/L)TP(mg/L)PO43--P(mg/L)300(800150)40030*800+2.06,202.5-12Table1RawwastewatercharacteristicsFig.1FlowchartofthetheinvertedA2/Oprocess��������������������������第32卷第8期2006年8月Vol.32No.8Aug.,2006!DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2006.08.005硝化效果的影响，确定硝化效果变差的临界温度，进行了温度对硝化效果的影响试验。试验分三阶段进行，方法为：取1.2L系统回流污泥与0.6L试验所用原水均匀混合（模拟200%污泥回流），加入到2.0L的反应器中，采用微孔曝气头曝气4h，每间隔0.5h取样分析NH3-N和NO3--N。第一阶段烧杯试验的控制温度为：!!10!及13（温度控制选择依据装置硝化效果）；第二阶段试验的控制温度为：!!10#、13$及20%；第三阶段试验的控制温度为：!!13&、15’及20(。三阶段试验的温度控制误差为!0.5)。小试试验运行工艺参数见表2。从表2可以看出，进水的水温总体上比较低，其中工况!的进水水温在13*20+之间；工况,中，最低水温更是降低到10-以下。两个工况在泥龄及污泥回流等参数的控制上完全相同。表3为两种工况下各指标平均去除率，从表中可以看出，无论相对进水水温较高的工况.还是进水水温较低的工况/，温度对有机物的去除基本影响不大。在工况0的71152的进水温度条件下，COD与BOD的平均去除率均达到903左右。这是由于去除有机物的微生物在数量和种类上为数众多，虽然部分世代时间长、适应能力弱的细菌随温度的下降活性减弱，但大量世代时间较短、适应能力强的细菌已经适应了外界温度的变化，使得有机物的去除效率即使外界水温下降仍保持较高的去除效率。在硝化及脱氮效果上，工况4与工况5有很大的差别。由表2可以看出，由于工况6试验进水水温相对较高，在运行近一个月的时间内，进水水温