汪诚
宣城市环境监测中心安徽宣城242000
摘要：本文根据SBR工艺的特征及生物除磷的机理，介绍了循序间歇式生物除磷工艺在不同工况下的除磷效果，分析了此工艺除磷的特点。试验研究表明，生物除磷需要一定的厌氧条件，且须在厌氧阶段后进行充足的曝气。合理分配厌氧、好氧和沉淀时间，能够提高磷的去除率和降低出水磷的浓度。
关键词：循序间歇式活性污泥法除磷厌氧
循序间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactor）,简称SBR，是近年来在国内外被引起广泛重视和研究日趋增多的一种废水处理工艺，它是由按一定顺序间歇操作运行的SBR反应器组成的。SBR工艺的一个完整的操作过程，亦即每个SBR反应器在处理废水时的操作过程包括如下五个阶段：进水、反应、沉淀、出水、闲置。SBR法的运行工况是以间歇操作为主要特征。
但SBR基本运行方式中的一个运行周期内各阶段的工作是按时间序列进行的其中沉淀→排水→排泥过程对保证处理出水的低磷浓度有极为不利的影响，同时各阶段的时间分配，以及生活污水中有机碳和氮对生物除磷的影响，又是保证出水中的低磷浓度的关键。如何通过改变运行方式、合理分配曝气阶段和非曝气阶段的时间、找到合适的碳、氮、磷三者之间的比列关系，更好的实现生物除磷。因此，有必要对它作一些深入系统的研究。
2．试验设备及方法
2．1试验装置
试验所用SBR反应器为钢板焊接成的圆桶，其内径为300mm,深度380mm,容积为2.68L。并配有KL-1型曝气机及其控制器（可根据试验需要选定厌氧、好氧曝气时间）。便携式溶解氧测定仪和普通曝气机各一台。
2．2试验用水与接种污泥
2．2．1试验用水
本试验驯化阶段试验用水来自校园排污口的生活污水，稳定阶段试验用水用生活污水加葡萄糖配制，在配制过程中投加少量氯化铵、硫酸镁、磷酸二氢钾、氯化钙、氯化纳和碳酸氢钠。配制后的水质大致为：TOC160mg/LTKN70~90mg/LTP10~30mg/L
2．2．2接种污泥
试验所用接种污泥取自合肥市王小郢污水处理厂曝气池的活性污泥。
2．3试验概况
2．3．1试验的运行方式
本试验运行方式将传统SBR运行方式曝气阶段后的沉淀、排水和排泥三个阶段作时序与操作方式上的改进，变沉淀→排水→排泥为沉淀排泥→排水的运行方式，即在沉淀阶段的同时进行排泥的操作，而将排水阶段作为最后一道工序进行。这样设计的目的是希望通过及时的排泥防止在2h左右的沉淀和排水期内污泥中的磷提前释放，使聚磷菌在释磷之前便以剩余污泥的形式排出系统，从而保证出水水质。
2．3．2试验装置的运行控制
将所取的王小郢污水处理厂曝气池的活性污泥混合液静置沉淀，弃去上清液。然后取800ml沉降污泥注入反应器，加入校园排污口所取的生活污水。按照不同的工况，控制水量约占其容积的2/3进行驯化。定期测定混合液的SV、MLSS、SVI和进出水的TKN、TP等参数。运行稳定后，定期废弃一定量的活性污泥混合液并补充同量的试验用水，控制污泥泥龄为7d左右。
3．试验结果与讨论
3．1工况Ι
3．1．1第一阶段
此阶段是反应器的接种污泥的驯化阶段，使其具有良好的降解有机物和除磷能力。
这一阶段从2014年4月21日至5月8日共18天，试验装置运行至5月8日活性污泥混合液的SV增加至24%，MLSS达到3.7g/L以上,TP的去除率达到85%左右且基本稳定不变,证明污泥中聚磷菌培养驯化已基本成熟..至此,认为污泥驯化结束。试验装置进入第二阶段（稳定运行期）运行。
3．1．2第二阶段，
此阶段是稳定运行期（a）,从2014年5月8日至5月16日，共运行8个周期。在此期间反应器内的MLSS在3.7g以上，SV约为25%，SVI在66.7左右，污泥沉降性能良好。实验装置能高效降解有机物、除磷。
3．1．3第三阶段
此阶段是稳定运行期（b），与上一阶段的差别在于进水TP浓度增加，从约12.4mg/L左右，增加约30mg/L。以考察循序间歇式生物除磷工艺对含磷较高的废水处理效果。此运行期从5月18日至5月24日，共运行6个周期，在此期间反应器内的MLSS在3.9g/L以上，SV约为27%~28%。
3．2工况Π
与工况Ι相比，工况Π的厌氧段时间延长了1h，曝气段时间缩短了1h.。
3．2．1第一阶段
这一阶段主要是污泥驯化阶段。污泥驯化方式与工况Ι相同。时间由5月10日~5月21日，共22d。运行至5月31日，TP、TOC均在80%以上，活性污泥混合液浓度3078mg/L,SV为22%。至此，污泥驯化阶段结束，实验进入第二阶段。
3．2．2第二阶段
此阶段是稳定运行阶段从2014年6月1日至6月7日，共运行6个周期。实验采取每隔两个周期增大进水水样含磷量的方式，以考察除磷的效果。
实验结果表明，在工况Π下运行时，循序间歇式生物除磷工艺在进水含磷量较低的情况下除磷效果较好但在含磷量较高的情况下去除效果下降。同时在稳定运行期，进水含磷量相同的情况下，工况Ι的去除率分别为90%左右（进水12.4mg/L）、82%左右（进水30.1mg/L）,工况Π的去除率分别为81.5%（进水12.4mg/L）、76.5%（进水30.1mg/L）。这说明本实验的工艺流程除磷效果总体较好，且工况Ι的效果比工况Π更好。
4．结论
从实验结果可以看出循序间歇法的灵活性非常适合生物除磷，除磷实验的研究结果表明按工况Ι运行，除磷效率高于工况Π。并表明生物除磷需要一定厌氧条件，厌氧阶段后进行充足的曝气磷能被迅速的去除。除此之外本实验的结论如下：
（1）厌氧阶段，活性污泥中的磷释放出来，液相中的磷的浓度升高；在好氧阶段，活性污泥吸收水中的磷，液相中磷的浓度降低。在厌氧期释放的磷越多，则在好氧期磷吸收的越多。
（2）在温度及C：N：P的值不便的情况下，MLSS在3000mg/L~4000mg/L时适当增加污泥浓度，可以降低出水磷的浓度。这表明磷的吸收同污泥量有关，污泥浓度越高，磷的吸收量就越大，出水磷的浓度就越低。
（3）在温度、MLSS一定时，C：N：P的值在100:10.97:1.5～100:10.98:3.6的范围内，适当增加磷的含量，能加速聚磷菌的形成，提高磷的去除率。但如磷过量太多，将降低磷的去除效果因为微生物的吸磷是有限度的。
（4）在温度、MLSS、COD、TKN相等的前提下，适当降低原水的含磷量其总磷的去除率会升高，且活性污泥增长量近似相等。这表明磷的减少量没有全部用于活性污泥的增长，而过剩的磷被活性污泥吸附，即活性污泥过量吸收磷。
（5）延时曝气不能提高磷的去除率，反而使出水磷的含量升高。磷的去除与曝气强度有关，只要曝气充足，就能产生良好的除磷效果。
5．参考文献
〔1〕王海东等.SBR在难降解有机物处理中的研究和应用，中国给水排水，1999，15（11）：29~32
〔2〕沈耀良，赵丹.强化SBR工艺脱氮除磷效果的若干对策，中国给水排水，
2000，16（7）：23~25