序批式生物膜法生物除磷的试验研究

第19卷第1期2004年3月湘潭矿业学院学报J．X1ANGTANM1N．1NSTVo1．19No．1Mar．2004文章编号：1000—9930(2004)01—0088—04序批式生物膜法生物除磷的试验研究荣宏伟，吕炳南，张子辉(I．哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨150090}2．石家庄铁道学院机械系，河北石家庄050043)摘要：采用组合纤维填料作为裁体的序批式生物膜反应器进行了生物除磷的试验研究．结果表明，在生物除磷过程中，污水中的VFA总量与溶解磷的吸收量具有较好的相关关系，去除1mg溶解磷大约需要20mgVFA—C0D；为获得稳定良好的生物除磷效果，COD负荷不能太高，否则过多的有机物进入好氧段将引起非聚磷茵的好氧异养微生物异常增殖，导致聚磷茵被洗出；同时COD负荷也不能太低，还要满足反应器中聚磷茵量能够实现净增长；磷的厌氧释放量和好氧吸收量具有良好的相关性，为提高除磷效率必须保证足够的厌氧磷释放量．图5，表1，参12．关键词：生物除磷；序批式生物膜法；挥发性脂肪酸；聚磷茵；易降解有机物图文分类号：X703．1文献分类号：A磷作为一种营养物质在水体中含量过高会引起水体富营养化问题，因此研究开发经济，高效的去除磷的污水处理技术已成为近年来的研究热点．在已有的污水除磷方法中，生物除磷是一种可以替换化学除磷的方法．生物除磷可以减少化学费用，同时也减少了污泥产量．目前，传统的生物除磷工艺主要以活性污泥法为基础．然而，在活性污泥除磷系统中必须在沉淀池中进行活性污泥与水的有效分离，通过排除剩余污泥实现生物除磷，而在污泥沉降过程中存在活性污泥进行磷的二次释放．与活性污泥相比，生物膜法具有出水污泥浓度低、易于沉淀等优点，可以有效地防止在沉淀池中磷的二次释放，提高除磷效率．许多研究证明，固定填料和悬浮填料的连续流生物膜法、多孔填料和悬浮填料的序批式生物膜法[1]等都能够实现生物除磷。在污水生物除磷过程中，普遍认为[8聚磷菌交替处于厌氧与好氧条件下和其它细菌竞争基质，在厌氧条件下，兼性细菌将水中的溶解性COD发酵产生低分子发酵产物(如低分子脂肪酸等)，聚磷菌利用分解体内聚磷酸盐产生的能量吸收厌氧发酵产生的挥发性脂肪酸(VFA)，并同化成胞内碳能源存贮物，如聚羟基丁酸(PHB)等，同时释放磷酸盐；在好氧条件下，聚磷菌通过胞内PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式存贮在细菌体内，通过排除剩余污泥使磷酸盐从液相中去除．目前，通常采用COD／TP或BODs／TP作为衡量生物除磷获得良好除磷效果的标准，如Hong等人用污水的溶解性BOD浓度(SBoD)来表示能生成发酵产物的基质量，提出进水SoD／TP至少为15时，才可使出水溶解性磷浓度低于1．0mg／LC93．然而，短链的VFA已经被发现是聚磷菌真正所能利用的主要基质[1，COD、BODs数值仅反应了污水中的有机物浓度及其可生化性和易降解性．因此，在生物除磷厌氧过程中，对于生物除磷，原水中有机基质浓度及其可提供给聚磷菌的VFA总量是影响生物除磷的一个重要的参数．为了提高生物除磷，作者采用组合纤维填料作为载体的序批式生物膜反应器进行了生物除磷的试验，通过研究有机物和磷在生物除磷过程中的变化，对有机基质在生物除磷过程中的重要作用进行了研究讨论，对生物除磷机理做进一步验证和探讨．1试验材料和方法1．1试验装置试验采SBR反应器，柱体内径约15cm，有效水深约120cm，总容积为21．2L；填料选用组合纤维填料，填充度为2O．O8，其有效容积为17L．接种污泥取自大庆市东城污水处理厂A／O除磷工艺的回流污泥．试验进水采用人工合成的乙酸钠为碳源，磷酸二氢收稿日期：2003—09—25基金项目：建设部2001年度科技计划项目(建科[20013152)作者简介：荣宏伟(1973一)，男，哈尔滨人，哈尔滨工业大学讲师，博士，主要从事污水处理研究维普资讯http://www.cqvip.com第19卷第1期荣宏伟等：序批式生物膜法生物除磷的试验研究钾为磷源的模拟废水和用乙酸钠、磷酸二氢钾适当调节的哈尔滨工业大学校区内生活污水，pH值控制在6．8～7．2，水温20℃左右，在好氧状态下，保持水体中的溶解氧平均为5．5mg／L．图1序批式生物膜法试验装置图Fig．1FlowdiagramoftheSBBRprocess1．2分析项目与方法COD采用重铬酸钾法，DO采用YS一55型溶解氧仪，TP采用过硫酸钾消解一氯化亚锡还原分光光度法、VFA采用气相色谱法．2试验结果及讨论2．1VFA总量测定方法为了测定污水中含有的和通过厌氧发酵产生的VFA总量，将100mL水样注入到250mL试剂瓶中，接种发酵细菌，向瓶中通人氮气，清除瓶中的氧气，再用橡胶塞封好，放人35士0．5℃恒