【格林大講堂】

　　有研究表明，連續(xù)流反硝化除磷工藝中，厭氧段釋磷與缺氧段吸磷均受硝化液回流比及污泥回流比影響，而恰當(dāng)?shù)南趸夯亓鞅燃拔勰嗷亓鞅葘?duì)反硝化除磷工藝處理低C/N比污水突出“一碳兩用”優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要.反硝化除磷工藝處理低C/N比污水時(shí)較傳統(tǒng)脫氮除磷工藝具有較大的優(yōu)勢(shì)，反硝化除磷工藝主要是通過(guò)DPB在缺氧段利用NOx--N作為電子受體進(jìn)行缺氧吸磷來(lái)完成對(duì)TN的去除; 對(duì)磷去除主要是通過(guò)DPB缺氧段利用硝態(tài)氮氧化污泥體內(nèi)PHB，并過(guò)量吸收溶解性PO43--P合成體內(nèi)聚磷來(lái)實(shí)現(xiàn).

      其解決了反硝化菌與聚磷菌競(jìng)爭(zhēng)碳源的矛盾，并實(shí)現(xiàn)“一碳兩用”而節(jié)省碳源的目的，同時(shí)降低了剩余污泥產(chǎn)量. 然而如何有效實(shí)現(xiàn)“一碳兩用”，以實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、 更有效的去碳和反硝化除磷效果，尚值得進(jìn)一步研究.

      武漢格林環(huán)保有完善的服務(wù)體系和配套的專業(yè)環(huán)境工程團(tuán)隊(duì)，秉著崇高的環(huán)保責(zé)任和義務(wù)長(zhǎng)期維護(hù)提供免費(fèi)的污水處理解決方案，是湖北省工業(yè)廢水運(yùn)營(yíng)管理行業(yè)中的品牌。18年來(lái)公司設(shè)計(jì)并施工了上百個(gè)交鑰匙式的污水處理工程。

　　前期將ABR反應(yīng)器和MBR反應(yīng)器進(jìn)行優(yōu)化組合后開(kāi)展了大量關(guān)于去碳和反硝化除磷的研究，并且獲得了較好效果.為此，本研究構(gòu)建了ABR-MBR組合協(xié)同工藝，利用ABR在低耗并實(shí)現(xiàn)有效去碳的同時(shí)，提供反硝化除磷所需優(yōu)質(zhì)碳源，并以MBR硝化液提供電子受體以強(qiáng)化反硝化除磷作用，同時(shí)基于ABR反應(yīng)器微生物相分離的特性，通過(guò)調(diào)控硝化液回流比及污泥回流比，以期實(shí)現(xiàn)高效反硝化除磷，為基于反硝化除磷特性的ABR-MBR組合工藝實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ).

　　ABR段HRT為6 h，ABR段有機(jī)負(fù)荷為2.0 kg·(m3·d)-1左右，在不同R1條件下，ABR-MBR組合工藝對(duì)COD去除效果如圖 2所示，進(jìn)水穩(wěn)定在500 mg·L-1左右，ABR出水穩(wěn)定在80 mg·L-1以下，最終出水COD穩(wěn)定在50 mg·L-1左右，去除率穩(wěn)定在90%左右. 厭氧段能否充分釋磷是決定反硝化除磷效果的關(guān)鍵因素之一. VFA是可供反硝化除磷菌利用的唯一碳源，其他有機(jī)碳源只有經(jīng)過(guò)水解酸化為VFA才能被利用.

　　在污泥回流比為100%，硝化液回流比從100%增大至350%時(shí)，ABR第2隔室釋放1 mg磷需要VFA的量分別為5.88、 5.55、 7.14和20 mg，ABR為厭氧釋磷提供了足夠的優(yōu)質(zhì)碳源.

本研究在ABR第2隔室為DPB創(chuàng)造適宜條件，充分吸收經(jīng)ABR第1隔室水解產(chǎn)生的優(yōu)質(zhì)碳源合成PHB并完成磷的釋放. 而R1過(guò)大會(huì)影響厭氧段釋磷量，為獲得不影響厭氧段釋磷的最優(yōu)回流比，對(duì)不同R1條件下ABR第2隔室釋磷情況進(jìn)行了研究.

　　連續(xù)流反硝化除磷工藝中，DPB在缺氧段利用厭氧段吸收VFA合成的PHB作為電子供體，以硝化段提供的NO3--N作為電子受體，進(jìn)行同時(shí)反硝化吸磷反應(yīng). 在不影響厭氧釋磷情況下，缺氧段反硝化吸磷量的多少與缺氧段硝酸鹽負(fù)荷緊密相關(guān).

　　這表明有機(jī)物在ABR段得到充分利用. 本研究對(duì)COD的去除效果較文獻(xiàn)中A2/O-MBR工藝有明顯提高，這可能是由于本研究前期在ABR前端隔室馴化有成熟的厭氧顆粒污泥，從而進(jìn)一步鞏固了COD的去除效果. 與傳統(tǒng)脫氮除磷工藝對(duì)COD去除途徑的不同之處在于，本研究中ABR第2隔室富集的反硝化除磷菌(DPB)充分利用經(jīng)ABR第1隔室充分水解產(chǎn)生的優(yōu)質(zhì)碳源合成胞內(nèi)多聚物(PHB)來(lái)實(shí)現(xiàn)COD的利用，PHB在缺氧段作為反硝化除磷菌的電子供體，實(shí)現(xiàn)一碳兩用. 在本研究中，前置ABR在改善碳源質(zhì)量以供厭氧釋磷所需，又能夠有效降低厭氧出水COD濃度，利于后續(xù)MBR內(nèi)進(jìn)行充分的硝化反應(yīng).

　　在最優(yōu)R1為300%下，設(shè)定3個(gè)不同R2: 80%、 100%和120%，圖 6為不同R2下各污染物的去除情況，出水COD濃度穩(wěn)定在50 mg·L-1左右，R2變化未影響本工藝對(duì)COD的去除. 在R2為80%、 100%和120%時(shí)，出水TN分別為13.46、 12.98和11.68 mg·L-1，隨著R2的增大，出水TN濃度呈下降趨勢(shì). 隨著R2的增大，更多NO3--N在ABR第2隔室進(jìn)行反硝化，故在R1保持不變時(shí)，出水TN濃度隨R2增大而減小. 污泥回流是導(dǎo)致厭氧段反硝化菌與DPB產(chǎn)生碳源競(jìng)爭(zhēng)矛盾的主要原因，R2的大小直接影響ABR第2隔室中釋磷量從而影響反硝化除磷效果.

　　將MBR硝化液回流至ABR第3隔室，其回流比(R1)分別設(shè)置為100%、 200%、 300%和350%; 設(shè)置ABR第5隔室污泥回流至ABR第2隔室，其污泥回流比(R2)為100%. 本研究在對(duì)R1優(yōu)化后，在最優(yōu)R1條件下對(duì)R2進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)置3個(gè)不同R2，分別為80%、 100%和120%. 研究期間ABR-MBR組合工藝總HRT為9 h，控制泥齡為15 d.

　　當(dāng)增大R2至120%時(shí)，ABR出水溶解性PO43--P濃度升高至0.74 mg·L-1，這可能是由于隨R2增大，更多的NO3--N回流至ABR第2隔室優(yōu)先進(jìn)行反硝化，使DPB內(nèi)儲(chǔ)存的內(nèi)碳源的量較少，導(dǎo)致缺氧吸磷減弱，從而造成除磷效果下降. 較大的R2必然會(huì)對(duì)除磷造成負(fù)面影響，在保證TN有效去除的前提下，無(wú)需維持較大的R2. 因此，本研究中R2為100%時(shí)獲得最佳反硝化除磷效果.

　　 本研究構(gòu)建的ABR-MBR一體化反應(yīng)器，基于ABR優(yōu)質(zhì)供碳與MBR硝化液回流比相耦合，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定有效的反硝化除磷效果. 該工藝在優(yōu)化的硝化液回流比和污泥回流比條件下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)生活污水COD、 NH4+-N的穩(wěn)定有效去除，系統(tǒng)出水COD和NH4+-N濃度分別在50 mg·L-1和1 mg·L-1以下.

　 在污泥回流比為100%，硝化液回流比從100%增大至350%時(shí)，ABR缺氧吸磷量隨硝化液回流比的增大先增加后減少，平均缺氧吸磷量依次為8.8、 13.9、 11.79和6.5 mg·L-1，平均出水溶解性PO43--P濃度分別為1.49、 0.5、 0.43和1.74 mg·L-1.

　　 在ABR段有機(jī)負(fù)荷為2.0 kg·(m3·d)-1、 系統(tǒng)的HRT為9 h、 SRT為15 d，硝化液回流比和污泥回流比分別為300%和100%時(shí)，ABR-MBR組合工藝獲得工藝最佳反硝化除磷效果，TN和溶解性PO43--P平均去除率分別達(dá)84%和94%，反硝化除磷量達(dá)磷總?cè)コ康?7%，平均出水TN和溶解性PO43--P濃度分別為12.98 mg·L-1和0.43 mg·L-1.