论文导读:：设计加工20m3/d厌氧-缺氧-移动流化床复合工艺对城市生活污水进行除磷效能研究，研究结果表明：经过30天的试运行，出水总磷浓度在0.80~0.94mg/L之间，平均去除率为83％，而且为以后的正式运行提供了良好的环境；随后180天的正式运行，出水稳定，平均去除率为82%，达到了GB/T18921-2002景观用水水质要求。同时发现，当硝酸盐的含量急剧下降至0.20mg/L以下，由于硝酸盐的浓度太低，反硝化除磷菌不再以硝酸盐作为电子受体进行聚磷活动。厌氧磷释放的临界碳磷比为60，可以通过适当调整初沉池等预处理的运行时间或投加适量污泥发酵液来对碳磷比进行调节。研究结果进一步证明A2与MBBR复合工艺可用于老旧城市污水处理厂的升级改造技术。
论文关键词：城市污水，移动流化床，除磷，升级改造
悬浮填料生物膜工艺(suspended carrier biofilm process,SCBP)又称移动床生物膜反应器(moving bed biofilmreactor,MBBR),由挪威KaldnesMijecp teknogi公司与SINTEF研究所共同开发,目的是在原有活性污泥处理系统的基础上提高负荷率、增加脱氮除磷的能力[1]。经过十多年的发展,悬浮填料生物膜处理工艺无论是理论研究还是在水处理领域的应用均取得了快速发展,成为当今水处理领域的热点。而A2/O工艺作为传统工艺，随着对脱氮除磷指标的日益重视，迫切需要对其进行改造。A2与MBBR复合工艺在旧城市污水处理厂改造中的可行性逐渐得到证实[2-4]。但是，现在大部分研究重点在于其脱氮的研究，并且取得了很好地去除效果，而A2/O工艺除磷效果不佳[5]。本文就在对该复合工艺在中试中的除磷效果的进行了较为深入的研究，并指出了一些工程运行中应该注意的问题。
1 试验装置与方法
1.1 试验装置
 1 原水水箱(water tank)；2厌氧反应区(anaerobic reaction zone)； 3缺氧反应区(hypoxic reaction zone)； 4好氧反应区(aerobic zone)（MBBR）； 5沉淀池(sedimentation tank)；6硝化液回流泵(nitrification return pump)；7污泥回流泵(sludge return pump)； 8空气压缩机(air compressor)； 9搅拌机(Mixer)；10气体流量计(gas flow meter)； 11转子流量计(rotameter)；12阀门(valves)； 13 曝气头(aeration device)
图1 试验装置示意图
(Fig.1 Flow chart of experiment devices)
中试规模试验工20m3/d。工艺流程图见图1，厌氧反应区接受来自沉淀池的回流污泥，在该区域完成磷的释放；缺氧反应区，接收内部硝化液回流，主要作用是反硝化脱氮；浮动填料放在好氧反应区内，投加比例为10～20%，浮动填料为大连宇都环境公司生产的黑色纳米配方技术改性的生物载体，直径为10mm、高度为8mm的圆柱形填料，内部由三个翼板构成，外部布满凹槽，比表面积为500～1100m2/m3，密度接近于水，反应器底部安装一个微孔曝气装置化学论文，其主要作用是降解有机物，去除COD、硝化以及磷的吸收。
1.2 试验材料
试运行阶段采用人工配水，是由葡萄糖、淀粉、氯化铵、磷酸二氢钾、碳酸氢铵、硫酸镁、碳酸钙、氯化铁等配制而成；正式试验用水取自营口市污水处理厂的进水分配井。具体水质特征见表1。所用悬浮填料为大连宇都环境公司生产的黑色纳米配方技术改性的生物载体：直径为10mm、高度为8mm的圆柱形填料，内部由三个翼板构成，外部布满凹槽，比表面积为500～1100m2/m3，密度接近于水。
表1:进水水质
Table 1: Influent quality
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指标
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pH
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COD /mg·L-1
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NH3-N /mg·L-1
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TN/mg·L-1
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TP/mg·L-1
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试运行阶段)
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7.0～7.5
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307～400
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30.63～45.62
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30～50
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3.2～8.1
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正式运行阶段
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6.8～7.5
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248～390
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28.62～36.85
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33～53
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2.5～7.8
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1.3 试验与水质分析方法
首先采用人工配水进行了30天的试运行，然后采用污水处理厂的进水分配井的出水运行。分别考察了总磷(TP)的去除效果，对其去除机理进行了探讨。其中进水MLSS浓度为4500mg/L，磷的浓度为7.2mg/L，取COD/TP分别为40、50、60、70、80，通过改变投加葡萄糖的浓度来改变进水的COD值，进水COD分别为288，360，432，504，576mg/L，从而改变系统的有机负荷。试验进行的温度为25℃论文的格式。
运行中进水流量84L/h，厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区停留时间分别为1.0h、2.0h、3.8h、2.0h。控制内回流200%, 外回流为75%。曝气量采用60～70 L/h。
各水质指标的测定方法采用国标方法[6]。
2. 结果与讨论
由于在运行过程中，对NH3-N，TN均能有较高的去除率，达到污水一级排放标准。因此，我们重点考察了除磷效果。
2.1 试运行中TP的去除情况
试运行阶段，进水中总磷的浓度在4.10～5.89 mg/L之间，出水总磷浓度在0.80～0.94mg/L之间，平均去除率为83％，达到了GB/T18921-2002景观用水水质要求。试运行后期，反应器内的污泥浓度达到5500～6000mg/L。说明在进水水质比较稳定时，能够取得好的除磷效果，同时聚磷菌均达到相当的数量，为进一步的中试运行提供了良好的环境。
 
图2:试运行阶段系统进、出水TP及去除率随时间变化曲线
(Fig.2: Time-dependence of influence and effluentTP and removal rate in trial operation)
2.2 正式运行中TP的去除情况
 
图2:正式运行阶段系统运行TP进水、出水及去除率曲线图
(Fig.2: Timedependence of influence, effluent TP and removal ratein official operation)
从图2中可以看出，进水的TP在2.40mg/L～6.90mg/L之间，平均为4.55mg/L，出水的TP除开始一周天有波动外，保持在一个较低的水平，其中第118,140天的较大波动是由于回流泵的故障引起的，平均为0.81mg/L，平均去除率为82%。另外化学论文，出水的 TN均小于10mg/L，即脱氮除磷均达到了GB/T18921-2002景观用水水质要求。
2.3 厌氧、缺氧及好氧区内磷的变化情况分析
自开始回流起，在污水行进过程的整个水力停留时间6.8h，每隔10min对厌氧、缺氧区内流经反应器的混合液进行水质监测，TP及NO3--N的变化情况。
如图3所示，前60min为厌氧反应时段，后120min为缺氧反应时段。在厌氧阶段开始TP的浓度是在降低，30min后以后迅速开始回升，在厌氧区释磷完成后磷酸盐的浓度高达30mg/L，到了缺氧区后，开始吸磷，磷随着剩余污泥的排出而去除。
由于本工艺中试采用回流在沉淀池直接抽取，有硝酸盐随回流污泥进入厌氧区。有资料表明[7]，如果厌氧段存在硝酸盐，就会导致反硝化聚磷的失败，这是由于厌氧段存在反硝化菌就能优先利用碳源进行反硝化反应而抑制聚磷菌的释放和PHB的合成。从图中可以看出，进入厌氧区的硝酸盐氮的浓度小于4.0mg/L，所以对磷的释放影响很小，同时NO3--N浓度有所降低。这是由于反硝化聚磷菌(DPB)的作用。当硝酸盐的含量急剧下降至0.20mg/L以下，由于硝酸盐的浓度太低，反硝化除磷菌不再以硝酸盐作为电子受体进行聚磷活动。在第15min开始，由于厌氧条件的形成，产生了磷的大量释放。因此，在该工艺条件下，回流污泥中的少量NO3--N不会对释磷产生严重的影响。可见在工程运行中，对回流污泥中的NO3--N的监测也是不可缺少的。
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