SBR 法脫氮除磷工藝分析及研究進(jìn)展

韋 瑋，楊 青，陸夏銘

（廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530023）

SBR 法是國內(nèi)外普遍關(guān)注和研究的一種生物處理技術(shù)，它在時間序列上實現(xiàn)了有機(jī)物的降解和固液分離等工序的分離，具有運(yùn)行方式靈活﹑基建投資省的優(yōu)點(diǎn)。國家對污水中N﹑P 排放要求日益嚴(yán)格，對各種污水處理工藝中的脫氮除磷提出了更高的要求。在此背景下，研究者針對SBR 的脫氮除磷方面進(jìn)行了許多工藝和方法改進(jìn)，現(xiàn)就此進(jìn)行概述。

1 SBR 脫氮工藝改進(jìn)

1.1 SBR 同步硝化反硝化

傳統(tǒng)脫氮理論認(rèn)為，硝化和反硝化不能同時發(fā)生，但是，國內(nèi)外不少研究表明SBR 系統(tǒng)中存在同步硝化反硝化現(xiàn)象。在早前研究中，李峰等人[1]認(rèn)為，反應(yīng)器內(nèi)控制DO 為0.5～1.5mg·L-1（隨反應(yīng)器類型和反應(yīng)條件不同而異），形成厭氧（缺氧）和好氧并存的環(huán)境，可以實現(xiàn)同步硝化反硝化過程。李叢娜等人[2]在控制SBR 反應(yīng)器保持良好好氧狀態(tài)（DO ＞8mg·L-1）﹑MLSS 較低的情況下，根據(jù)每一工作周期的前期，氨氮比較徹底地轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，且氨氮濃度逐漸降低的同時總氮濃度也逐漸降低的情況，得出結(jié)論，過程中同時發(fā)生了好氧硝化和反硝化，從而實現(xiàn)較高的總氮去除率。

1.2 SBR 厭氧氨氧化法

ANAMMOX 工藝[3]是一種生物脫氮的新型低耗工藝, 其原理為厭氧條件下，以NO2-為電子受體, 將氨轉(zhuǎn)化為N2，這可以節(jié)省硝化階段的需氧量和反硝化階段的碳源。路平等人的實驗研究表明[4]，厭氧氨氧化反應(yīng)器的最佳運(yùn)行參數(shù)為進(jìn)水濃度200～496.3mg·L-1，能保持80%以上的脫氮效率，最適進(jìn)水濃度為347.7mg·L-1；最佳時間為17～24h；最佳進(jìn)水pH 為7～8.5；最佳內(nèi)循環(huán)流速為24～96mL·min-1；低濃度有機(jī)物對反應(yīng)器的影響較小，當(dāng)C/N=2 時，脫氮效率達(dá)到最大。

2 SBR 除磷工藝改進(jìn)

Berils Akin 等研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)置了厭氧﹑缺氧和好氧階段的SBR 比只設(shè)置厭氧和好氧階段的SBR除磷率高33%，原因在于缺氧段能使硝酸鹽的濃度進(jìn)一步減小，減弱其對P 釋放的影響[5]。Suntud sirianuntapiboon 等[6]在傳統(tǒng)具有好氧段的SBR 中應(yīng)用移動生物膜，結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)具有好氧段的SBR 相比，出水TP 濃度可達(dá)到1.5mg·L-1左右。有研究表明用兩段厭氧-好氧SBR 系統(tǒng)(PAF-SBR)來強(qiáng)化生物除磷，該系統(tǒng)磷酸鹽的濃度在PAF-SBR出水低于0.5mg·L-1，主要原因在于通過厭氧SBR來增加VFA/P 比率,從而強(qiáng)化聚磷菌在好氧SBR中的去除效率[7]。

此外，碳源（如未經(jīng)消化的豬肥料﹑丙酸等）﹑基質(zhì)﹑污泥齡﹑硝酸鹽等對SBR 除磷效果均有一定影響[8]。

3 SBR 同步脫氮除磷工藝研究進(jìn)展

3.1 三級SBR

三級SBR 系統(tǒng)由3 個序批式反應(yīng)器組成，原水進(jìn)入SBR1，部分有機(jī)質(zhì)被吸附降解，聚磷菌厭氧釋磷，其上清液進(jìn)入SBR2 并在較短的泥齡和曝氣時間內(nèi)實現(xiàn)大部分有機(jī)物的降解和磷的攝取，SBR3在長時間的曝氣和泥齡條件下充分實現(xiàn)硝化并去除剩余有機(jī)物，其出水回流SBR1 從而實現(xiàn)反硝化。該系統(tǒng)充分利用了原水中的碳源，同時好氧﹑缺氧兩級聚磷彌補(bǔ)了彼此的不足，系統(tǒng)對COD﹑TN﹑TP 達(dá)到了較高去除效果，出水達(dá)到了一級排放標(biāo)準(zhǔn)[9]。

3.2 雙泥SBR 工藝

該工藝在傳統(tǒng)SBR 中引入2 個污泥池，對硝化污泥和反硝化污泥進(jìn)行分開回流，解決了硝化菌和聚磷菌對泥齡的競爭，同時在缺氧段利用誘導(dǎo)培養(yǎng)的反硝化聚磷菌進(jìn)行同步反硝化除磷。該工藝投資少，效率高﹑操作簡單，可實現(xiàn)在線控制[10]。

3.3 MSBR 工藝

改良型序批式間歇反應(yīng)器MSBR 是SBR 與A2O 結(jié)合的產(chǎn)物：污水經(jīng)過厭氧格時與來自缺氧格回流的污泥混合，聚磷菌釋磷，混合液進(jìn)入主曝氣格進(jìn)行硝化和好氧攝磷作用，出水一部分直接進(jìn)入SBR 池進(jìn)行泥水分離，另一部分進(jìn)行缺氧攪拌和好氧曝氣并在下一周期進(jìn)行泥水分離，此后污泥回流至缺氧格進(jìn)行反硝化脫氮，最后進(jìn)入?yún)捬醺衽c下周期進(jìn)水混合。在這個過程中，微生物完整地經(jīng)歷了厭氧﹑缺氧﹑好氧﹑沉淀的過程，大大提高了傳統(tǒng)SBR工藝脫氮除磷效果[11]。

3.4 S BBR 工藝

在SBR 反應(yīng)器中放置填料，填料上附著生長的生物膜，不僅為世代時間長的硝化細(xì)菌等提供了良好的生長條件，同時生物膜內(nèi)形成了溶解氧梯度，有利于反硝化脫氮和聚磷菌充分釋磷，強(qiáng)化了同步脫氮除磷的效果。

4 結(jié)語

相對傳統(tǒng)的活性污泥法，SBR 工藝是一種尚需要不斷發(fā)展完善的新型技術(shù)，但由于其靈活﹑節(jié)能﹑高效等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景非常廣闊。對該工藝開展脫氮除磷機(jī)理的深入研究和應(yīng)用工藝開發(fā)，能夠為其更為廣泛有效的應(yīng)用提供必要的技術(shù)保障。

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[7] 馮少茹.SBR 脫氮除磷工藝分析及研究進(jìn)展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（34）：27.

[8] 王建偉，傅敏，周麗.SBR 工藝除磷研究進(jìn)展[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，23（4）：380-383.

[9] 蔣山泉，湯琪，鄭澤根.三級SBR 除磷脫氮工藝處理生活污水[J].重慶大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，30（3）：125-127.

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[11] 杜英豪.MSBR 工藝的運(yùn)行管理實踐[J].中國給水排水，2006，22（2）：90-92.