?、谶\行工況?　　試驗運行工況見表2。

　　③研究方法　　將經(jīng)實驗室馴化后的污泥分裝在3個SBR反應(yīng)器中，按表2設(shè)計的工況運行。　　3個反應(yīng)器在初始條件完全相同的情況下啟動運行，連續(xù)運轉(zhuǎn)60d，追蹤測定進水、出水氨氮、NO_{3-N、TP、COD以及好氧末期系統(tǒng)的SV30、MLSS等指標(biāo)?！、芊治龇椒?　　COD：美國HACH-COD測定儀(用重鉻酸鹽標(biāo)準(zhǔn)法GB11914進行校正)；氨氮：納氏試劑比色法；NO3-N：戴氏合金還原—納氏試劑比色法；TN：K2S2O8消解—紫外分光光度法；TP：抗壞血酸—鉬酸銨比色法。}

2　結(jié)果與分析

2.1　SBR系統(tǒng)處理效果比較　　3個SBR反應(yīng)器穩(wěn)定運行時的處理效果見表3。　?、賹OD的去除?　　從表3可以看出，3個SBR反應(yīng)器出水COD都達到了GB8978—1996一級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，說明在該試驗條件下污泥停留時間、污泥循環(huán)方式對COD去除率的影響不顯著。?　　②脫氮?　　從表3可以看出，3個反應(yīng)器出水的氨氮都可以達到一級排放標(biāo)準(zhǔn)，相對而言3#反應(yīng)器總氮去除效果較差，原因主要是該系統(tǒng)泥齡較短，MLSS濃度較低(見圖3、表4)，這種反應(yīng)條件既不利于世代時間長的硝化菌積累，也不利于反硝化反應(yīng)的順利進行^{［2］。2#反應(yīng)器按SRT=8d的方式從SBR系統(tǒng)排泥，但經(jīng)過釋磷后又循環(huán)回到反應(yīng)系統(tǒng)，因此污泥性質(zhì)和1#反應(yīng)器相似，屬長泥齡系統(tǒng)，硝化菌含量相對較高，利于硝化、反硝化的順利進行，具有理想的脫氮效果?！　、鄢?　　從表3可以看出，1#反應(yīng)器除磷效果明顯低于2#、3#反應(yīng)器，盡管3#反應(yīng)器總磷去除率可以達到89.1%，但不能保證處理出水能長期穩(wěn)定達到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。值得關(guān)注的是2#反應(yīng)器(活性污泥外循環(huán)系統(tǒng))不僅脫氮效果好，而且除磷效果也好，在試驗過程中發(fā)現(xiàn)2#反應(yīng)器排出水中溶解性磷酸鹽的含量常和空白值處于同樣水平，總磷≤0.30mgL，甚至進水TP濃度高達9～11mgL時出水總磷可以穩(wěn)定達到GB8978—1996一級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。?}

2.2系統(tǒng)某些指標(biāo)的歷時變化　　①出水總磷　　3個反應(yīng)器在初始條件完全相同的情況下啟動，經(jīng)過2個月的運行后除磷效果差異很大(見圖2)。啟動初期10d內(nèi)這種差異并不顯著，隨著運行時間的增加，則越來越明顯。當(dāng)進水TP濃度控制在6～8mgL時，1#反應(yīng)器出水TP在2～4mgL變化，并呈增加的趨勢；3#反應(yīng)器出水TP≤0.88mgL且相對穩(wěn)定。當(dāng)進水TP濃度控制在9～11mgL，1#反應(yīng)器出水TP基本維持在5～6.5mgL，3#反應(yīng)器出水TP在2～3.5mgL波動。2#反應(yīng)器出水TP自始至終都小于0.3mgL，且不具有上升的趨勢。

　　②污泥濃度　　3個反應(yīng)器在活性污泥濃度相同的條件下啟動，隨著運行時間的增加，其污泥濃度出現(xiàn)了很大的差異(見圖3)。

　　由于系統(tǒng)按照厭氧—好氧—缺氧的方式運行，污泥產(chǎn)率較常規(guī)活性污泥系統(tǒng)低^{［3］，而3#反應(yīng)器一直按照SRT=8d的方式外排富磷污泥，致使系統(tǒng)增加的污泥量小于外排污泥量，導(dǎo)致試驗初期污泥濃度急劇下降直至穩(wěn)定，此時該系統(tǒng)MLSS維持在1.1gL的低濃度水平(見表4)。?}

　　就排泥來說，2#和1#反應(yīng)器在本質(zhì)上相同(未進行有計劃的排泥)，隨著運轉(zhuǎn)時間增加，系統(tǒng)的污泥濃度逐漸增加并趨于平緩(見圖3)，且維持在較高的污泥濃度。筆者發(fā)現(xiàn)在本試驗條件下泥齡直接影響生物處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行時的污泥濃度，泥齡越短則穩(wěn)定運行時系統(tǒng)的污泥濃度越低(見表4)。　?、軈捬踽屃缀秃醚跷?　　系統(tǒng)運行過程中某一周期內(nèi)磷的釋放和吸收過程見圖4。

　　從圖4可以看出，磷的釋放和吸收都經(jīng)歷了一個從快速到緩慢的過程，厭氧初期30min和好氧初期50min的時間段為快速轉(zhuǎn)化過程。　　3個反應(yīng)器釋磷和吸磷的比較見表5。

　　從表5可以看出，3#反應(yīng)器比釋磷、吸磷速率最快，可以認為在這種情況下聚磷菌的活性最高，但由于系統(tǒng)污泥濃度低，總的釋磷量、吸磷量仍然很低，除磷效果并不理想，而1#、2#反應(yīng)器則剛好相反。由于污泥的外循環(huán)使2#反應(yīng)器的外排污泥在厭氧池釋磷卻在SBR反應(yīng)器好氧段參與吸磷，從而導(dǎo)致2#SBR系統(tǒng)超量吸磷量遠大于1#、3#反應(yīng)器，出水水質(zhì)明顯提高。2.3　除磷能力分析　　①長泥齡系統(tǒng)?　　從圖4可以看出，長泥齡系統(tǒng)(1#反應(yīng)器)在厭氧—好氧條件下同樣具有吸磷和釋磷現(xiàn)象，該系統(tǒng)好氧結(jié)束時污泥含磷率比其他2個反應(yīng)器還高(可達5.12%～7.22%)，經(jīng)3.5h厭氧釋磷后溶液中具有更高的磷濃度(62mgL)，但從好氧段磷的變化曲線好氧段可以看出，長泥齡系統(tǒng)好氧吸磷平衡時溶液中殘留的磷酸鹽濃度也較高(超量吸磷現(xiàn)象很弱，不足以使溶液中磷酸鹽降到較低的程度)?？梢灶A(yù)測，這種長泥齡系統(tǒng)隨著運行時間的增長，生物系統(tǒng)中將積累越來越多的磷，出水中磷酸鹽濃度也會越來越高?！　、谕馀鸥涣?labelclass="lb"onclick="g("污泥");">污泥系統(tǒng)?　　3#反應(yīng)器以SRT=8d的方式從SBR系統(tǒng)外排富磷污泥以達到除磷的目的。該系統(tǒng)除磷量可以用下式表示：?　　　　　　　　　　　　　　　　　A=B×P×1000　　　　　(1)?　　式中?A——除磷總量，mgd?　　　　?　B——排除的富磷污泥總量，gd(3#反應(yīng)器運行穩(wěn)定時B=2.2gd)　　　　　?P——好氧吸磷污泥含磷率(當(dāng)進水TP=9～11mgL時P=4.09%～5.85%)　　通過式(1)可以計算出，3#反應(yīng)器在進水TP=9～11mgL時可通過排除富磷污泥的方式從SBR系統(tǒng)去除(90～130mgd)，顯然該值低于進水磷的引入量，可以預(yù)測此時系統(tǒng)除磷效果不佳(實際出水TP=2～3.5mgL，見圖2)。因此在反應(yīng)器處理污水量為20Ld、進水TP≥5mgL時，要獲得良好的除磷效果是不現(xiàn)實的。?　　③活性污泥外循環(huán)系統(tǒng)?　　2#反應(yīng)器以SRT=8d的方式從系統(tǒng)排除富磷污泥，然后將它們放置在厭氧反應(yīng)器中進行有效的磷釋放，泥水分離后在好氧曝氣階段將釋磷污泥循環(huán)至SBR系統(tǒng)的這種活性污泥外循環(huán)系統(tǒng)除磷效果和下列因素有關(guān)：

?　　　　　A=B×(P1-P2)×1000　　　　(2)?　　式中?B——排除的富磷污泥總量，gd(2#反應(yīng)器運行穩(wěn)定時B=10gd)　　　　　P_{1、P2——好氧吸磷、厭氧釋磷污泥含磷率(當(dāng)進水TP=9～11mgL時，2#反應(yīng)器的P1為4.22%～5.94%，P2為2.3%～3.3%)　　按照式(2)可以計算出2#反應(yīng)器通過活性污泥外循環(huán)方式的除磷量為192～264mgTPd，遠大于外排富磷污泥(3#反應(yīng)器)所帶走的磷量，因此活性污泥外循環(huán)系統(tǒng)具有更好的除磷效果。在試驗過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)出水TP濃度＜0.01mgL，可以認為出水總磷主要是由出水中懸浮物SS引起的。}

3　結(jié)論

　?、僭诔Ｒ?guī)生物除磷系統(tǒng)中，通過外排富磷剩余污泥的方式除磷，除磷能力和排泥量以及好氧污泥含磷率呈正比。試驗結(jié)果表明，在SBR系統(tǒng)中泥齡較短，相應(yīng)地污泥濃度也較低，系統(tǒng)除磷能力有限；當(dāng)進水TP≥5mgL時，要保證出水總磷能穩(wěn)定達到一級排放標(biāo)準(zhǔn)是困難的。?　　②在活性污泥外循環(huán)系統(tǒng)中除磷能力與循環(huán)污泥量以及好氧污泥和釋磷污泥的含磷率有關(guān)。試驗結(jié)果表明，在活性污泥外循環(huán)系統(tǒng)中通過對釋磷污泥的再循環(huán)利用提高了系統(tǒng)的污泥濃度，系統(tǒng)的除磷能力大大提高。當(dāng)MLSS=5gL、循環(huán)污泥量=18系統(tǒng)污泥總量、進水TP≤11mgL時仍能保證出水總磷達到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。　?、刍钚?labelclass="lb"onclick="g("污泥");">污泥外循環(huán)系統(tǒng)的除磷效果和剩余污泥的排放量沒有直接的關(guān)系，該系統(tǒng)的泥齡可以通過硝化和反硝化效果來確定。試驗結(jié)果表明，活性污泥外循環(huán)系統(tǒng)可以同時獲得最佳的除磷和脫氮效果。　?、芑钚?labelclass="lb"onclick="g("污泥");">污泥外循環(huán)技術(shù)將富磷污泥的處理和污水處理系統(tǒng)密切聯(lián)系起來，有效地解決了常規(guī)生物除磷系統(tǒng)處理大量富磷污泥的難題，可以降低污水處理系統(tǒng)的運行成本。

參考文獻：

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　　作者簡介：吉芳英(1964-)，女，四川重慶人，重慶大學(xué)副教授，博士在讀，研究方向為水污染控制及其理論研究。　　電　　話：(023)65121549?　　E-mail:[email protected]　　收稿日期：2002-01-15