利用微生物菌剂处理高寒地区城市污水中氮和磷的研究

利用微生物菌剂处理高寒地区城市污水中氮和磷的研究

闫逊 1,2，朴庸健 1，张福贵 1，孟冬芳 1

1 龙江环保集团股份有限公司，黑龙江哈尔滨， 150000

2 哈尔滨工业大学环境学院，黑龙江哈尔滨，150000

摘要：本研究在SBR工艺中加入脱氮除磷菌剂，处理高寒地区齐齐哈尔市城镇污水中的氮磷污染物。结果表明，当水力停留时间在6-7h，污泥负荷为0.1-0.3kgBOD₅/(kgMLSS^.d)时，加入微生物菌剂的SBR系统对污水中污染物脱氮除磷效果较好：进出水COD浓度分别为150mg/l和12mg/l，去除率为92%；进出水BOD₅浓度分别为71mg/l和7.7mg/l，去除率为89%；氨氮进出水浓度分别为22mg/l和4.1mg/l，去除率为81.4%；进出水总磷浓度分别为5.1mg/l和0.3mg/l，去除率为94%。

关键词：城市污水；高寒地区；脱氮除磷；微生物菌剂

Abstract: Study was made on the use of SBR for pollutant removal with microbial agent in alpine region. The results showed that the removal efficiency of SBR was good with microbial agent when the total HRT was 6-7h and sludge load was 0.1-0.3kgBOD₅/(kgMLSS^.d). The COD concentration in inflow and effluent was 150mg/land 12mg/l. The removal efficiency was 92%. The BOD₅ concentration in inflow and effluent was 71mg/l and 7.7mg/l. The removal efficiency was 89%. The NH₃-N concentration in inflow and effluent was 22mg/land 4.1mg/l. The removal efficiency was 81.4%. The total phosphorus concentration in inflow and effluent was 5.1mg/l and 0.3 mg/l. The removal efficiency was 94%.

Key words: municipal wastewater; alpine region; removal of nitrogen and phosphorus; microbial agent

传统的SBR法在实际运行过程中，特别是在寒冷天气条件下，经常会出现对污染物治理效果差，出水不达标等情况，特别是对于氮磷的处理，尤为明显^[1-3]。经常是污染物COD，BOD₅处理较好，但是氮磷处理较差；或是N处理效果好，P处理差。若要同时满足以上要求，除了控制好影响工艺进行的各种因素外，还需要额外加入脱氮除磷专项菌剂，增强SBR处理功能，提高脱氮除磷效果^[4-6]。

1 实验内容与方法

SBR反应器由有机玻璃制成，总容积50.2L，有效容积43.3L，采用穿孔管布气，空压机曝气。实验用水取自齐齐哈尔市市政生活污水，水质指标见表1所示。实验运行参数见表2所示。

表1 污水水质 （mg/l）

表2 实验运行参数

实验菌剂来自于实验室培养，所有水质指标均采用国际标准分析方法。

2 结果与讨论

2.1 SBR处理效果

加入微生物菌剂的SBR处理效果如表3所示，出水COD浓度分别为150mg/l和12mg/l，去除率为92%；进出水BOD₅浓度分别为71mg/l和7.7mg/l，去除率为89%；氨氮进出水浓度分别为22mg/l和4.1mg/l，去除率为81.4%；进出水总磷浓度分别为5.1mg/l和0.3mg/l，去除率为94%，出水中各浓度均达到国家标准：COD=60mg/l，BOD₅=20mg/l，NH₃-N=10mg/l，TP=0.5mg/l。从结论中可以看出，加入菌剂的SBR反应系统对N，P的处理效果特别突出，出水稳定。

表3 SBR系统处理效果 （mg/l）

2.2 脱氮影响因素

（1）反硝化 在厌氧段的前10min中，反硝化反应迅速，该阶段利用水中厌氧发酵产物作为碳源，其反应速率是第二阶段速率的3倍左右，水中硝酸盐在缺氧的情况下，被还原成N₂后从水中逸出。

（2）在好氧阶段，水中NH₃-N经过硝化反应后变成硝态氮，硝化反应时间达到2h。

2.3 除磷的影响因素

SBR反应器中经过厌氧状态释放了正磷酸盐的活性污泥，在好氧条件下具有很强的磷吸收能力，也就是说磷的厌氧释放是磷的好氧吸收和除磷的前提条件。

通常，磷的释放受到如进、出水磷的浓度，所需时间，水中溶解氧浓度，污泥龄以及硝酸盐浓度等的影响。

（1）磷的释放量越大，则出水磷的浓度越低，处理效果越好；（2）在SBR系统中，厌氧、好氧交替进行，在一个运行周期内，厌氧反应时间在40mim内，磷的快速吸收则发生在曝气即好氧后30min左右；（3）污泥龄越长，单位BOD去除的磷量就会越少，为了达到最高的去磷量，污泥龄应该越少越好，但是污泥龄过短会影响脱氮的效果，因此污泥龄应综合考虑脱氮除磷的需求通过计算而定；（4）厌氧区的硝酸盐还原过程会消耗可供贮磷菌吸收用的机质，进而降低进水的BOD/P值，影响磷的去除效果。

3 结论

采用SBR工艺处理高寒地区齐齐哈尔市城镇污水中的氮磷污染物，同时在系统中添加脱氮除磷菌剂。结果表明，当水力停留时间在6-7h，污泥负荷为0.1-0.3kgBOD₅/(kgMLSS^.d)时，加入微生物菌剂的SBR系统对污水中污染物除磷效果较好：进出水COD浓度分别为150mg/l和12mg/l，去除率为92%；进出水BOD₅浓度分别为71mg/l和7.7mg/l，去除率为89%；氨氮进出水浓度分别为22mg/l和4.1mg/l，去除率为81.4%；进出水总磷浓度分别为5.1mg/l和0.3mg/l，去除率为94%。

参考文献

1. 李旭东, 周琪, 张荣社,等. 三种人工湿地脱氮除磷效果比较研究[J]. 地学前缘, 2005, 12(S1):73-76.

2. 高廷耀, 夏四清, 周增炎. 城市污水生物脱氮除磷机理研究进展[J]. 上海环境科学, 1999(01):16-18.

3. 沈耀良, 赵丹. 强化SBR工艺脱氮除磷效果的若干对策[J]. 中国给水排水, 2000(7):23-25

4. 卢然超, 张晓健, 张悦,等. SBR工艺污泥颗粒化对生物脱氮除磷特性的研究[J]. 环境科学学报, 2001.

5. 王景峰. 好氧颗粒污泥脱氮除磷及颗粒污泥膜生物反应器研究[D]. 天津大学, 2006.

6. 葛丽英, 季俊杰, 何成达. 城市污水生物脱氮除磷工艺研究进展[J]. 北方环境, 2002.