根據生物除(chu)磷(lin)脫(tuo)氮(dan)對環(huan)境條件的(de)要(yao)求，構想采(cai)(cai)(cai)用(yong)序批(pi)式活(huo)性(xing)污泥反(fan)應(ying)器(qi)(qi)（SequencingBatchReactor，SBR）與(yu)序批(pi)復(fu)合(he)式生物膜反(fan)應(ying)器(qi)(qi)（SequencingBatchHybridBiofilmReactor，SBHBR）串聯工(gong)藝(yi)并(bing)結合(he)活(huo)性(xing)污泥外循環(huan)技(ji)術，來優化(hua)(hua)除(chu)磷(lin)脫(tuo)氮(dan)，其工(gong)藝(yi)流程如圖(tu)1所示。SBR級，是生物懸浮(fu)生長系統(tong)，采(cai)(cai)(cai)用(yong)高負荷低泥齡運(yun)行(xing)，以除(chu)磷(lin)為(wei)主要(yao)目的(de)，構成系統(tong)的(de)除(chu)磷(lin)級；SBHBR級，反(fan)應(ying)器(qi)(qi)內填加(jia)懸浮(fu)填料，是生物懸浮(fu)與(yu)附著復(fu)合(he)生長系統(tong)，通過控制運(yun)行(xing)條件亞硝(xiao)(xiao)酸型硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)脫(tuo)氮(dan)，兼顧同時硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)的(de)方式脫(tuo)氮(dan)，是系統(tong)的(de)脫(tuo)氮(dan)級；活(huo)性(xing)污泥外循環(huan)系統(tong)由厭(yan)氧釋磷(lin)池、化(hua)(hua)學除(chu)磷(lin)池及相應(ying)的(de)循環(huan)管線構成，采(cai)(cai)(cai)用(yong)活(huo)性(xing)污泥外循環(huan)技(ji)術可緩解城市污水中(zhong)碳(tan)源不足(zu)的(de)矛盾，強化(hua)(hua)SBR級的(de)除(chu)磷(lin)效果。

1、系統的操作過程

如圖1所示，整個系(xi)統(tong)一個周期的(de)(de)(de)(de)操作過程敘述如下(xia)。SBR級(ji)（除(chu)磷(lin)級(ji)）：嚴(yan)格限量(liang)曝(pu)氣方(fang)式充水(shui)(shui)→厭(yan)氧攪(jiao)拌（釋(shi)磷(lin)）→曝(pu)氣（攝磷(lin)、降(jiang)解(jie)COD）→沉(chen)淀排(pai)(pai)(pai)泥→排(pai)(pai)(pai)水(shui)(shui)。對(dui)于城市污水(shui)(shui)（有機物濃度(du)一般較低），充水(shui)(shui)時間可盡量(liang)短，以(yi)增大(da)反(fan)應(ying)器內(nei)基質的(de)(de)(de)(de)濃度(du)梯度(du)，并在(zai)充水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)同時進行攪(jiao)拌，起到混合、稀釋(shi)并使聚磷(lin)菌(jun)充分(fen)利用污水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)易降(jiang)解(jie)有機物進行釋(shi)磷(lin)；在(zai)曝(pu)氣階段，要(yao)(yao)注(zhu)意合理調控曝(pu)氣時間和泥齡(ling)，使系(xi)統(tong)在(zai)曝(pu)氣過程中既達到充分(fen)攝磷(lin)、降(jiang)解(jie)有機物，同時又要(yao)(yao)盡量(liang)避免硝(xiao)化(hua)作用發生(sheng)；為防止(zhi)沉(chen)淀階段發生(sheng)磷(lin)的(de)(de)(de)(de)提前釋(shi)放問題，可在(zai)沉(chen)淀開始后不長時間相繼開始排(pai)(pai)(pai)泥，排(pai)(pai)(pai)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)富磷(lin)活性污泥（數量(liang)大(da)于系(xi)統(tong)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)剩(sheng)余(yu)活性污泥量(liang)）直接送入厭(yan)氧釋(shi)磷(lin)池；最后將除(chu)磷(lin)后的(de)(de)(de)(de)含氮上清液作為下(xia)一級(ji)（SBHBR）的(de)(de)(de)(de)進水(shui)(shui)排(pai)(pai)(pai)出(chu)(chu)SBR反(fan)應(ying)器。

活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)外循(xun)環系統：在(zai)每一(yi)運行(xing)周期從SBR系統排(pai)出的(de)(de)(de)富磷(lin)(lin)(lin)(lin)活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)進入(ru)厭氧釋磷(lin)(lin)(lin)(lin)池(chi)的(de)(de)(de)同時(shi)，投加適量原水進行(xing)攪拌釋磷(lin)(lin)(lin)(lin)，然后(hou)經(jing)泥(ni)水分(fen)離，將釋磷(lin)(lin)(lin)(lin)后(hou)污(wu)(wu)泥(ni)的(de)(de)(de)一(yi)部分(fen)在(zai)SBR的(de)(de)(de)好(hao)氧階段(duan)回流至SBR反(fan)(fan)應器，以(yi)強化(hua)(hua)SBR的(de)(de)(de)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)能力；另(ling)一(yi)部分(fen)釋磷(lin)(lin)(lin)(lin)后(hou)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)泥(ni)（相當(dang)于SBR級的(de)(de)(de)剩余活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)部分(fen)）在(zai)SBHBR級的(de)(de)(de)反(fan)(fan)硝化(hua)(hua)階段(duan)隨(sui)反(fan)(fan)硝化(hua)(hua)碳(tan)源(yuan)一(yi)起送(song)(song)入(ru)SBHBR反(fan)(fan)應器，以(yi)補(bu)充該級的(de)(de)(de)反(fan)(fan)硝化(hua)(hua)碳(tan)源(yuan)；釋磷(lin)(lin)(lin)(lin)池(chi)中的(de)(de)(de)富磷(lin)(lin)(lin)(lin)上(shang)清(qing)液(ye)送(song)(song)化(hua)(hua)學(xue)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)池(chi)進行(xing)化(hua)(hua)學(xue)除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)，除(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)后(hou)，上(shang)清(qing)液(ye)隨(sui)SBHBR的(de)(de)(de)進水一(yi)起送(song)(song)入(ru)SBHBR反(fan)(fan)應器，化(hua)(hua)學(xue)污(wu)(wu)泥(ni)排(pai)出系統。

SBHBR級（脫氮級）：限(xian)量曝(pu)(pu)氣(qi)方式(shi)充水(shui)(shui)→曝(pu)(pu)氣(qi)（硝(xiao)化(hua)）投加原(yuan)水(shui)(shui)缺氧攪拌（反(fan)硝(xiao)化(hua)）→后(hou)曝(pu)(pu)氣(qi)→沉(chen)淀(dian)、排(pai)水(shui)(shui)、排(pai)泥(ni)。充水(shui)(shui)時(shi)間可(ke)(ke)盡量短(duan)并伴隨攪拌，使(shi)反(fan)硝(xiao)化(hua)菌能夠充分(fen)利用進(jin)水(shui)(shui)中剩(sheng)余(yu)的有(you)機物對(dui)反(fan)應(ying)器內剩(sheng)余(yu)的硝(xiao)態、亞硝(xiao)態氮進(jin)行反(fan)硝(xiao)化(hua)脫氮；在曝(pu)(pu)氣(qi)階(jie)段(duan)，通過(guo)合理地控(kong)制(zhi)(zhi)曝(pu)(pu)氣(qi)量，把硝(xiao)化(hua)反(fan)應(ying)控(kong)制(zhi)(zhi)在亞硝(xiao)化(hua)階(jie)段(duan)；在缺氧攪拌階(jie)段(duan)引入適量原(yuan)水(shui)(shui)和相當于SBR級的剩(sheng)余(yu)活性(xing)污泥(ni)部分(fen)的來自于厭氧釋磷池的釋磷污泥(ni)作為碳源進(jin)行反(fan)硝(xiao)化(hua)脫氮；反(fan)硝(xiao)化(hua)之后(hou)，再進(jin)行短(duan)時(shi)間曝(pu)(pu)氣(qi)，以(yi)吹脫附著在污泥(ni)上的氮氣(qi)、進(jin)一(yi)(yi)步去除(chu)水(shui)(shui)中剩(sheng)余(yu)的有(you)機物和將水(shui)(shui)中可(ke)(ke)能剩(sheng)余(yu)的亞硝(xiao)態氮氧化(hua)至硝(xiao)態氮（減小出(chu)水(shui)(shui)的毒性(xing)）；最后(hou)通過(guo)沉(chen)淀(dian)、排(pai)水(shui)(shui)、排(pai)泥(ni)過(guo)程完成(cheng)整個工藝一(yi)(yi)個周(zhou)期的運(yun)行操作。

2、新工藝的可行性

根據聚(ju)磷(lin)(lin)菌(jun)(jun)與硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)菌(jun)(jun)世(shi)代時(shi)間存在的(de)(de)(de)差異性，通過合(he)理(li)控制曝氣(qi)時(shi)間及泥(ni)(ni)齡，將(jiang)聚(ju)磷(lin)(lin)菌(jun)(jun)與硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)菌(jun)(jun)分別控制在兩(liang)(liang)級(ji)反(fan)應(ying)器中優勢生(sheng)長(chang)是(shi)可(ke)行(xing)的(de)(de)(de)。由于亞硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸菌(jun)(jun)對(dui)DO的(de)(de)(de)親和力較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸菌(jun)(jun)強(qiang)，通過合(he)理(li)控制SBHBR級(ji)的(de)(de)(de)DO，可(ke)以(yi)達到抑(yi)制硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸菌(jun)(jun)活(huo)性和淘汰硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)酸菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)，從而可(ke)將(jiang)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用控制在亞硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)階段；SBHBR級(ji)生(sheng)物的(de)(de)(de)復合(he)生(sheng)長(chang)和系(xi)統(tong)(tong)(tong)內(nei)較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)低的(de)(de)(de)DO水(shui)平，有利于系(xi)統(tong)(tong)(tong)內(nei)出現缺氧/厭氧宏觀環境(jing)和微環境(jing)，為同時(shi)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)創(chuang)造了條件；將(jiang)部分富磷(lin)(lin)污泥(ni)(ni)在SBR系(xi)統(tong)(tong)(tong)外經厭氧釋磷(lin)(lin)并(bing)儲(chu)碳后(hou)，再送(song)回SBR系(xi)統(tong)(tong)(tong)好(hao)氧吸磷(lin)(lin)，不僅強(qiang)化(hua)(hua)(hua)了SBR級(ji)除磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)果，同時(shi)也可(ke)使SBHBR級(ji)得到相對(dui)較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)多的(de)(de)(de)剩(sheng)余碳源(yuan)，這對(dui)SBHBR級(ji)同時(shi)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)有利；SBR級(ji)去除了大部分進水(shui)中的(de)(de)(de)有機物，消除了原水(shui)中較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)有機物濃(nong)度對(dui)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)抑(yi)制影(ying)響；以(yi)原水(shui)作(zuo)和釋磷(lin)(lin)并(bing)儲(chu)碳后(hou)的(de)(de)(de)污泥(ni)(ni)為反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)碳源(yuan)，可(ke)使系(xi)統(tong)(tong)(tong)具有較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)速率(lv)；RSBHBR級(ji)生(sheng)物的(de)(de)(de)復合(he)式生(sheng)長(chang)，可(ke)較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)有效(xiao)(xiao)地(di)避免在較(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)低DO條件下污泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)膨(peng)脹現象(xiang)。所以(yi)該SBR-SBHBR工藝將(jiang)磷(lin)(lin)、氮分別控制在兩(liang)(liang)級(ji)反(fan)應(ying)器中高效(xiao)(xiao)去除并(bing)同時(shi)脫碳，在理(li)論和實踐上都是(shi)可(ke)行(xing)的(de)(de)(de)。

3、新工藝的特點

上述(shu)兩級(ji)串聯工藝借鑒了AB工藝的(de)基本(ben)思想，通(tong)過合(he)理(li)的(de)操作(zuo)過程(cheng)，將除(chu)磷(lin)與脫氮這兩個相互矛盾的(de)生物(wu)處理(li)過程(cheng)分別控制(zhi)在兩個序(xu)批(pi)式反應器(qi)中進行(xing)，使系(xi)統(tong)既具有(you)SBR法(fa)的(de)靈(ling)活(huo)性，又具有(you)AB法(fa)的(de)高效性。該系(xi)統(tong)與常規除(chu)磷(lin)脫氮系(xi)統(tong)相比較具有(you)以下特點。

3.1SBR和SBHBR可以根據需要合理(li)確定各自的運行泥齡，解(jie)決(jue)了常規工藝中(zhong)生物除磷(lin)與脫(tuo)氮之(zhi)間的泥齡之(zhi)爭。

3.2進水(shui)中的(de)(de)碳源(yuan)主要(yao)用(yong)于滿足釋磷(lin)的(de)(de)需要(yao)，反硝(xiao)化(hua)采(cai)用(yong)外加原(yuan)水(shui)和外循化(hua)污泥作為碳源(yuan)，使進水(shui)中的(de)(de)碳源(yuan)得到(dao)了(le)合理的(de)(de)分配，解(jie)決了(le)釋磷(lin)與脫氮之間的(de)(de)碳源(yuan)競爭問題(ti)。

3.3可(ke)以根(gen)據需要，靈活地控制(zhi)SBR級(ji)的曝氣(qi)時間(jian)及泥齡，實現(xian)最大限度地減(jian)少硝化菌在反應器中的生長數量(liang)，較好地避免了在該級(ji)中發生硝化作用(yong)，從而可(ke)消除厭氧區的硝酸鹽成分對厭氧釋磷(lin)的不(bu)利(li)影響(xiang)。

3.4進水中(zhong)的(de)(de)(de)(de)大部分有(you)機(ji)物(wu)和(he)有(you)毒有(you)害物(wu)質(zhi)（當(dang)進水中(zhong)含(han)有(you)抑制(zhi)硝(xiao)(xiao)化菌的(de)(de)(de)(de)有(you)毒有(you)害物(wu)質(zhi)時）可(ke)以(yi)在(zai)SBR級除磷的(de)(de)(de)(de)同時被降解(jie)或吸(xi)附(fu)，防(fang)止(zhi)了高(gao)有(you)機(ji)負荷對SBHBR單(dan)元硝(xiao)(xiao)化反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)沖擊(ji)和(he)緩解(jie)了有(you)毒有(you)害物(wu)質(zhi)對硝(xiao)(xiao)化過程的(de)(de)(de)(de)抑制(zhi)作用[18]；同時，SBHBR級中(zhong)生(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)復合(he)式生(sheng)長(chang)和(he)較低的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)物(wu)濃度，有(you)利于(yu)硝(xiao)(xiao)化菌的(de)(de)(de)(de)優勢生(sheng)長(chang)、增(zeng)加污(wu)泥中(zhong)硝(xiao)(xiao)化菌的(de)(de)(de)(de)比例、提高(gao)硝(xiao)(xiao)化反(fan)應(ying)(ying)速率(lv)。

3.5在除磷級采用了活性污(wu)泥(ni)外循(xun)環技術，使系統具有Phstrip工(gong)藝(yi)的(de)(de)特(te)點，對(dui)進水(shui)的(de)(de)BOD5/TP值沒有特(te)殊的(de)(de)限制(zhi)，除磷的(de)(de)效(xiao)果及穩定(ding)性優于常規的(de)(de)生物除磷工(gong)藝(yi)。該工(gong)藝(yi)不僅解決了由(you)于進水(shui)碳源不足(zu)對(dui)除磷效(xiao)率的(de)(de)影響，也(ye)有效(xiao)地解決了常規生物除磷系統處理大量富磷污(wu)泥(ni)的(de)(de)難題(ti)。

3.6進(jin)水中的(de)大(da)部分(fen)有機物是在高負荷運行條件(jian)下經(jing)SBR級(ji)去(qu)除的(de)，SBHBR級(ji)具(ju)有很(hen)高的(de)硝化(hua)速(su)率，并控制SBHBR內(nei)的(de)硝化(hua)反(fan)應(ying)進(jin)程至亞(ya)硝化(hua)結束階段，這(zhe)可有效(xiao)地(di)減少(shao)兩級(ji)反(fan)應(ying)器(qi)總的(de)曝氣量(liang)，縮短(duan)總的(de)反(fan)應(ying)時間，從而可有效(xiao)地(di)減少(shao)系統的(de)運行費(fei)用和節(jie)省反(fan)應(ying)器(qi)的(de)占地(di)面積和基建費(fei)用。

3.7由于系(xi)統(tong)(tong)的(de)最終出水是經(jing)非生物除(chu)磷系(xi)統(tong)(tong)（SBHSR級）排出的(de)，不存在混合液(ye)中(zhong)(zhong)富(fu)磷懸浮顆粒和(he)富(fu)磷污泥釋(shi)磷的(de)影響(xiang)，而(er)且SBHSR系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)微生物的(de)正常代謝對(dui)P的(de)需求，還可(ke)以進一步降低SBR級出水中(zhong)(zhong)P的(de)含量。因(yin)此(ci)，該工(gong)藝系(xi)統(tong)(tong)可(ke)以容易并且穩定(ding)地實現，最終出水中(zhong)(zhong)TP達到《國家(jia)城鎮(zhen)污水處(chu)理廠污染物排放標(biao)準（GB18918-2002）》中(zhong)(zhong)的(de)一級a標(biao)準（TP(0.5mg/L）。

3.8磷(lin)是以穩定的(de)(de)(de)化學污泥的(de)(de)(de)形式排(pai)出處(chu)理(li)系(xi)統的(de)(de)(de)，不(bu)存在富磷(lin)生物污泥容(rong)易引起二次磷(lin)污染的(de)(de)(de)問題。同(tong)時，化學污泥是在高(gao)濃度溶解磷(lin)的(de)(de)(de)厭氧釋磷(lin)池中通過(guo)投(tou)加化學藥(yao)劑(ji)生成的(de)(de)(de)，這(zhe)不(bu)僅可充(chong)分利(li)用(yong)濃度效(xiao)應加快(kuai)化學沉淀(dian)反應過(guo)程(cheng)和提高(gao)藥(yao)劑(ji)的(de)(de)(de)利(li)用(yong)率(lv)，并且也可獲得較純(chun)的(de)(de)(de)化學污泥，以有利(li)于磷(lin)資源的(de)(de)(de)回(hui)收。

4、結語

在(zai)(zai)分析常規生(sheng)(sheng)物(wu)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)脫氮(dan)(dan)工藝(yi)(yi)缺欠的基礎上，提出了SBR-SBHBR工藝(yi)(yi)結合活性污泥(ni)(ni)外(wai)循環技術的生(sheng)(sheng)物(wu)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)脫氮(dan)(dan)運行模式，旨在(zai)(zai)將磷(lin)(lin)與氮(dan)(dan)這兩個相互矛盾的生(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)理過程分別控制(zhi)在(zai)(zai)兩級反(fan)應器(qi)中高(gao)效去除(chu)(chu)。通過合理地控制(zhi)操作過程，采(cai)用該工藝(yi)(yi)可(ke)望解(jie)決常規生(sheng)(sheng)物(wu)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)脫氮(dan)(dan)工藝(yi)(yi)中的泥(ni)(ni)齡(ling)問(wen)題(ti)、生(sheng)(sheng)物(wu)釋磷(lin)(lin)與反(fan)硝(xiao)化(hua)之間的碳源競爭問(wen)題(ti)和(he)(he)厭氧區的硝(xiao)酸鹽(yan)問(wen)題(ti)等，使功(gong)能不同的微生(sheng)(sheng)物(wu)在(zai)(zai)各(ge)自有(you)利的條件下(xia)生(sheng)(sheng)長，從而提高(gao)系統除(chu)(chu)磷(lin)(lin)脫氮(dan)(dan)的效果和(he)(he)穩(wen)定性；該工藝(yi)(yi)也可(ke)望能有(you)效地解(jie)決常規生(sheng)(sheng)物(wu)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)系統處(chu)理大量富磷(lin)(lin)污泥(ni)(ni)的難題(ti)。

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