溶解氧對低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的影響

張暉　李加全　宋超　吳曉俊

【摘要】本文主要研究溶解氧對低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的影響。經研究結果顯示，當溶解氧的平均值為0.18毫克每升時，系統的實際出水可以達到國家低碳源污水一體化處理標準A級，如果進行污水工藝處理時，使用的溶解氧含量過高或者是過低均會對相關系統的脫氮除磷效果造成影響。當系統中的相關溶解氧平均值在0.18毫克每升時，低碳源污水一體化處理系統中將會出現反硝化吸磷現象，同時還會出現硝化反硝化脫氮現象以及全程反硝化脫氮現象。以此同時，經過反硝化吸磷反應和硝化反硝化脫氮的化學反應，極大程度上去除了污水中的氮總含量，有效降低低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷中所耗費的碳源量與耗氧量，進一步提高了低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的效果。

【關鍵詞】溶解氧低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷

中圖分類號： X703.1文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

近幾年，國家相關污水處理的出水系統氮磷排放相關標準越來越高，對污水處理廠的低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷效果把控得越來越嚴格。在處理污水的過程中，使用硝化反硝化脫氮現象以及全程反硝化脫氮等污水除磷工藝的最大優勢在于該新型排污工藝相較于傳統的污水處理工藝更能減少碳源量與耗氧量的耗費，同時還能有效降低脫氮除磷化學反應過程中碳源之間的競爭[1]。溶解氧在低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷中，主要起到的作用是作為控制硝化反硝化的一個重要參數，溶解氧能對污水中有機物的相關消耗率產生影響。溶解氧對進水過程中的有機物控制比其他傳統的污水處理工藝作用效果要好，因此溶解氧大大增強了低碳源污水一體化處理工藝的除污性能。為更進一步認識溶解氧在污水處理工藝中脫氮除磷的影響和相關作業方式，本文主要研究溶解氧對低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的影響。

1. 溶解氧在低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷中的工藝和方法

1.1溶解氧在低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷中的工藝

首先對相關的水質進行試驗，取本轄區的居民生活污水作為試驗原水，為達到低碳氮比的標準，根據獲取的本轄區居民生活污水試驗原水實際水質，加入適當的自來水、淀粉、氯化銨、乙酸鈉和磷酸二氫鈉鉀等進行溶合調配，并對試驗水質的碳氮比例、碳磷比例進行控制。將進水的COD嚴格把控在200毫克每升的條件下。其次，通過使用SBR作為試驗的主反應池以及使用強化釋磷池與化學除磷池作為旁側試驗反應池組合成低碳源污水一體化處理工藝的試驗裝置。該試驗裝置中的反應池有效容積分別為：主反應池為700L，強化釋磷池為70L，化學除磷池為70L。同時為了使試驗用水能完全混合在一起，根據三個反應池的實際構造設置相關的攪拌器，其中SBR主反應池上安裝有曝氣頭三組、空氣泵1個、氣體流量計1根。整個試驗的運轉模式設置為3周期，每天試驗裝置進行3周期的運轉，每一周期耗時8小時，試驗裝置的日處理量達到1立方米。試驗裝置的相關運作工序是把相關的強化釋磷反應池中的污泥向已經完成排水工序的SBR主反應池排入，對相應的反硝化除磷進行攪拌，攪拌時長為30分鐘，經攪拌后將試驗的35L混合液排進強化釋磷反應池中。將將350L的污水排入SBR主反應池進行攪拌反應。強化釋磷反應池的實際運作工序是通過將接收到主反應池中混合好的35L反硝化除磷泥水和35L的釋磷碳源相混合進行強化釋磷反應，持續攪拌6小時，并對混合泥水進行1.5小時的沉淀，最后將反應好的上清液35L向化學除磷池排入，進行相應的化學除磷反應。化學除磷池的運作工序是通過對上清液投入一定量的石灰進行除磷，將除磷后的上清液排入SBR主反應池中的好氧反應階段內，由于上清液帶有一定堿性，因此能更好的進行硝化反應[2]。

1.2溶解氧在低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的試驗方法

對三個反應池中的工況曝氣量進行控制：其中，SBR主反應池曝氣量為0.71m3/（h*m3），強化釋磷反應池的曝氣量為1.0m3/（h*m3），化學除磷池曝氣量為1.42m3/（h*m3）；將三個反應池中的溶解氧平均水平進行把控，分別為：SBR主反應池中溶解氧的平均水平0.09mg/L，強化釋磷反應池中溶解氧的平均水平0.18mg/L，強化學除磷池中溶解氧的平均水平0.14mg/L，每反應池中的溶解氧水平均在穩定狀態下進行運作，運作時長為25天。

1.3測定方法

通過使用快速鉻法、納氏試劑的分光光度法、溶解氧測定儀以及鉬酸銨分光光度法等對溶解氧應用于低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的影響進行測定。

2. 結果

2.1溶解氧的周期變化情況

在SBR主反應池的運作期間對溶解氧進行監測，對SBR主反應池的好氧反應階段每5分鐘進行一次溶解氧監測，在SBR主反應池中的其他階段均采取每15分鐘進行1次溶解氧監測；采取加權平均法來計算平均濃度。監測結果顯示，SBR主反應池和強化釋磷反應池中的好氧階段中，COD持續出現下降的情況，由于強化學除磷池中的曝氣量相對比較大，致使COD含量被完全消耗，反應至第二階段的時候，好氧量幾乎不發生變化[3]。其中強化釋磷反應池和強化學除磷池中前期的缺氧階段中COD出現比較明顯的下降，在SBR主反應池的工況下，微生物幾乎不在缺氧階段進行反硝化除氮的反應。綜上可知，碳源在以上反應器內得到了充分的利用。

2.2溶氧量對除磷的影響

在三種反應器的三個工況狀態下，在前期的缺氧反應階段內TP的濃度沒有發生變化，在進水后，厭氧反應階段的的末端TP相關濃度達到了14.2mg/L，由于此時溶氧量濃度比較低，致使氨氮硝化反應受到阻礙，加上反硝化的碳源使用量較少，因此促使厭氧反應階段中的聚磷菌匯集到更多的碳源進行釋磷反應。同時在強化釋磷反應池和強化學除磷池缺氧反應階段發生明顯的吸磷現象，由此可知，前置的缺氧反應階段中，微生物通過對釋磷回流的污泥中的內碳源與上一個反應周期殘留的硝態氮發生相應的反硝化吸磷反應。

2.3溶氧量對脫氮的影響

低碳源污水一體化處理工藝中的脫氮工序主要通過前缺氧反硝化除磷階段和全程反硝化階段進行脫氮，在系統進水過程中，其TN與C/N濃度差異比例比較小的狀態下，脫氮方式在三個不同反應池工況下會存在明顯的區別。在第一種工況下主要是通過全程反硝化以及SND脫氮這兩種方式進行脫氮[4]。在第二、三種工況下，主要通過全程反硝化、SND脫氮以及DNP的方式進行脫氮，由于此時反應器中的硝態氮濃度比較高，促進回流釋磷污泥的利用殘留硝態氮進行相應的反硝化反應，在這種工況下，主要以DNP為主進行脫氮。

3. 結語

當溶解氧的平均值為0.18毫克每升時，溶解氧對低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的方式主要是通過反硝化吸磷、硝化反硝化脫氮現象以及全程反硝化三種方式，研究結果顯示，溶解氧對低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷有較大的影響，經過反硝化吸磷反應和硝化反硝化脫氮的化學反應，程度上去除了污水中的氮總含量，有效降低低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷中所耗費的碳源量與耗氧量，進一步提高了低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的效果

【參考文獻】

[1]許文澧. 有機碳源及溶解氧對污水脫氮除磷的影響[J]. 山西建筑，2010，14（01）：179-181.

[2]周子鵬，高健磊. 溶解氧對城市污水脫氮除磷影響試驗研究[J]. 科技創新導報，2013，23（03）：114-118.

[3]操家順，陳洵，方芳. 低溶解氧對改良A/A/O工藝脫氮除磷的影響[J]. 凈水技術，2013，06（01）：40-44+63.

[4]趙衛兵，陳天虎，張強，彭聞，謝晶晶. 溶解氧對Biolak型A～2O工藝脫氮除磷性能的影響[J]. 環境科學學報，2014，11（04）：2754-2758.