三级SBR除磷脱氮工艺处理生活污水
摘要：根据生物除磷和反硝化脱氮的机理，污水的脱氮除磷存在基质竞争和泥龄方面的矛盾。为解决该矛盾开发了一种新的污水生物处理反应工艺——三级序批式活性污泥法(三级SBR法)，并运用该方法处理了生活污水。该工艺将具有硝化、聚磷和去碳功能的细茵种群分别控制在三级反应器中优势生长并结合反硝化除磷技术。实验表明，处理效果稳定，COD、TN、TP去除率平均为87%、80%、86%，并可以减少能耗，节约碳源。该工艺能取得较好的同时脱氮除磷效果，且操作简便，运行费用低，有较好的应用前景。
关键词：三级SBR；除磷；脱氮
氮、磷的去除比较复杂，传统脱氮除磷工艺使用同一混合微生物种群完成有机物氧化、硝化、反硝化和除磷。但上述每一过程的目的不同，对微生物组成、基质类型及环境条件的要求也不一样。多种处理功能的高度关联性限制了处理的效能，这种生物脱氮除磷工艺存在很多制约因素。
1)好氧、厌氧与缺氧段污泥量的分配比影响处理效能的发挥。厌氧段污泥量比例大则磷释放效果好，但反硝化效果差；反之，则反硝化效果好，而磷释放效果差。
2)原污水经厌氧段进入缺氧段，磷释放与硝态氮争夺碳源(易降解的有机物)，当原水碳源不足时磷释放或反硝化不完全。
3)硝化菌、聚磷菌共存于一体系，硝化菌属专性好氧菌其世代繁殖时间长，要达到良好的硝化效果求较长的污泥龄，而磷从系统中被去除主要是通过富磷剩余污泥的排放实现，要提高除磷效率则要求短泥龄。因此，硝化、聚磷存在泥龄之争。硝化菌是自养型的细菌，有机浓度并不是它的限制因素，故在硝化反应中，混合液中的C有机浓度不应过高，若BOD浓度过高，会使增殖速度较高的异养型细菌迅速增殖，从而使自养型的硝化菌得不到优势，不能成为优占种属，硝化反应难以进行。
为解决上述问题，采用多级序批式反应器和反硝化除磷技术是不错的选择。研究表明，聚磷菌(PAO)中的一类，除在好氧条件下超量聚磷外，在缺氧的条件下，可以硝酸盐为电子受体超量聚磷同时反硝化。这一类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物。称作反硝化除磷菌(DPB)。另外反硝化除磷工艺可将硝化和除磷置于2个相互独立的系统中进行，硝化菌和DPB可在自身最佳的生长环境进行生物代谢作用，完成硝化和释磷过程。
SBR工艺的一个显著特点就是可以在时间上灵活地控制好氧、缺氧和厌氧的环境条件，达到脱氮除磷的目的。因此对于处理氮、磷浓度较高的废水，SBR已成为理想的工艺。该研究将3个普通SBR反应器联合使用，有机的组合反硝化除磷等技术，处理有机浓度不高但氮磷浓度高的生活污水。
1试验装置与方法
1.1工艺流程
三级SBR系统由3个序批式反应器组成。SBR，厌氧释缺氧反硝化并聚磷，SBR好氧去碳、聚磷，SBR专性硝化。工艺流程见图1。该工艺有三级4步，主要有4个操作过程：
1)厌氧段，原水流入第1个反应器SBR，，缓慢搅拌，有机质被吸附、降解。反硝化聚磷菌开始厌氧释磷。
2)好氧段，第2个SBR接纳SBR上清液，在此可去除大部分有机物及P。保持较高的污泥有机负荷，短泥龄和短时曝气。反应结束，处理水排人SBR，。
3)硝化段，在第3个反应器SBR，内控制反应条件(曝气，长泥龄)实现硝化。较低的污水有机含量和专性好氧提高了硝化效果。接着，硝化水全部回流SBR1
4)缺氧段，富含硝酸盐的处理水回流人第1个反应器SBR，缺氧反硝化和聚磷。
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