电力仪器资讯:【导读】跟着中国农村城市化进程的不断推进，农村地区的乡镇型污水处理厂迅速发展。在污水生物处理过程中，较高的消融性化学需氧量(soluble chemical oxygen demand，SCOD有利于生物脱氮除磷过程的进行。研究表明，聚磷菌和反硝化菌对碳源的竞争致使碳源不足 是导致污染物去除率低的关键因素。而低碳氮比(C/N 乡镇糊口污水的处理过程中。

由于碳源不足，氮和磷的去除遭到限制，致使污染物大量残留在水体中，引起严重的富营养化现象。多功能电能表现场校验仪因此，现实污水处理厂通过投加外加碳源，如乙酸钠、甲醇等以提高进水 SCOD 浓度，但这一操作将导致污水处理厂运行费用大大提高。不仅如此，在污水处理厂运行过程中，残剩污泥(waste activated sludge，WAS作为活性污泥法处理污水的必然产物。

因其现实产量大、处置费用高、处理难度大、占地面积大，在农村地区很难得到有效地处理，对环境造成污染。但是，开关柜通电试验台残剩污泥中含有大量的有机物质，这可能使之成为一种价优且高效的碳源用于污水脱氮除磷系统。1990 年以来，厌氧污泥发酵工艺因其可产生短链脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFAs。

遭到广泛关注。已 有研究表明 SCFAs 作为优质碳源，相比乙醇等单一碳源更易被微生物利用。在促进残剩污泥厌氧发酵产 SCFAs 的方法中，酸碱控制被认为是一种简单高效的处 理方法，尤其在碱性条件下，更易产生 SCFAs 并使其累 积，从而获得较高的产酸量，同时大大降低残剩污泥产量。因此，利用残剩污泥碱性厌氧发酵产生的 SCFAs 进行反硝化和释磷，能够解决碳源不足以及残剩污泥处理的两重问题。

合用于低 C/N 比乡镇糊口污水的处理，具有广泛的应用前景。在此基础上，学者对残剩污泥碱性厌氧发酵产物的利用环境进行探讨，现有研究通常将发酵产物进行分离 取其上清液后进行利用，例如将发酵混合物在转速 4 000 r/min 下离心 10 min 后取上清液利用或将发酵混合 物经处理后提高脱水性再过滤利用。但是。

在现实操作过程中污泥发酵上清液需要经过长时候沉淀或高速离心 获得，操作困难且能耗较大。为避免以上错误谬误，本研究对碱性条件(pH 值=10.0%26plusmn0.2下长期运行的残剩污泥厌 氧发酵混合物直接用作外加碳源供污水脱氮除磷系统利用的可行性进行评估，探讨了其对反硝化效率、硝化效 率、释磷量、SCOD 利用率等的影响，并对碱性条件下长 期运行的残剩污泥厌氧发酵混合物的最佳投加量进行考察。

简化操作步骤，以期为该工艺在低 C/N 比乡镇糊口 污水处理中的推广应用奠定基础。1 实验材料与方法 1.1 污水污泥来源及化学性质 污水取自北京工业大学某家属小区现实低 C/N 比污 水，性质见表 1。残剩污泥取自上述现实污水为处理对象 的中试 SBR 反应器，室温下淘洗 3 次沉淀后利用，浓缩 后的污泥主要成分如表 2。

1.2 实验装置及方法 1.2.1 不同 pH 值条件下厌氧发酵混合物长期驯化 采用 5.0 L 的半连续厌氧发酵反应器，分别对上述剩 余污泥进行厌氧发酵，通过投加 5 mol/L 的 HCl 和 NaOH 溶液，控制 pH 值在酸性(pH 值=4.0%26plusmn0.2、中性(不控 pH 值、碱性(pH 值=10.0%26plusmn0.2，温度控制在(30.0%26plusmn 0.5℃。

污泥停留时候(sludge retention time，SRT为8 d，稳定运行 90 d 以上。1.2.2 不同投加量碱性厌氧发酵混合物对脱氮除磷的 影响实验 1碱性厌氧发酵混合物对反硝化和硝化的影响实验 批次实验所用装置为有效体积为 1.5 L 的小型 SBR 反应器，如图 1 所示，反应器两侧分别固定 pH 值和 DO 探头，瓶盖上开 1 个小孔。

用于固定曝气头。反应过程 中温度为室温((25%26plusmn1℃，反应器底部配有磁力搅拌 装置，在反硝化阶段控制转速为 250 r/min硝化阶段控 制转速为 300 r/min，消融氧为(1.0%26plusmn0.2 mg/L。7 组反应 器分别编号为 SBR1、SBR2、SBR3、SBR4、SBR5、SBR6、 SBR7，从尝试室的脱氮除磷 SBR 反应器中取底泥经过蒸馏水淘洗 3 遍。

消除底泥中 SCOD、NH4+-N、NO2--N、 NO3--N、PO43--P 对实验的影响，调节 MLSS=(6000%26plusmn 100 mg/L。向 7 组反应器中分别投加 0.5 L 底泥和 0.5 L现实污水(化学性质见表 1，随后投加 NaNO3 溶液，调节 NO3--N=(15.0%26plusmn0.5 mg/L，同时分别向 SBR2、SBR3、 SBR4 、SBR5 、SBR6 、SBR7 中投加碱性条件(pH 值 =10.0%26plusmn0.2下长期运行的残剩污泥厌氧发酵混合物 10、 20、30、50、100、200 mL。

SBR1 作为空白。实验前，每个反应器用 N2 曝气 10 min 以消除消融氧的影响。各 SBR 反应器起首进行厌氧搅拌，运行时候为 60 min，之 后进行好氧曝气，运行时候为 180 min。2碱性厌氧发酵混合物对释磷过程的影响实验 批次实验所用装置为去除曝气装置的上述 SBR 反应器，反应器一侧固定 pH 探头，反应过程中温度为室 温((25%26plusmn1℃。

反应器底部配有磁力搅拌装置，转速 为 250 r/min。7 组反应器分别编号为 SBR1、SBR2、SBR3、SBR4、SBR5、SBR6、SBR7，其中 SBR1 中投加 0.5 L 底泥(处理方法同上和 0.5 L 现实污水作为空白，SBR2、SBR3、SBR4、SBR5、SBR6、SBR7 中分别在 SBR1 的基础 上，投加碱性条件(pH 值=10.0%26plusmn0.2下长期运行的残剩 污泥厌氧发酵混合物 10、20、30、50、100、200 mL。

试 验前，每个反应器用 N2 曝气 10 min 消除消融氧的影响。各 SBR 反应器进行厌氧搅拌，运行时候为 120 min。1.3 分析方法 总悬浮固体(total suspended solid，TSS、挥发性 悬浮固体(volatile suspended solids，VSS采用质量法 检测。pH 值、DO 采用 WTW pH/Oxi340i 检测仪检测。

总化学需氧量(total chemical oxygen demand，TCOD、 消融性化学需氧量(SCOD采用 5B-3(B型 COD 快速 检测仪检测。NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO43--P 采用 美国LACHAT 公司QuikChem8500Series2 流动注射分析 仪检测。SCFAs 采用 Agilent7890A 气相色谱仪检测。

FID 检测器，色谱柱型号及尺寸：30 m%26times0.53 mm%26times0.001 mm，N2 为载气，载气流量为 20 mL/min，进样口和检测器分 别维持在 220 和 250℃，烘箱起始温度为 80℃，最后升温至 240℃，进样体积为 2 %26microL。实验中检测到的 SCFAs包括乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸和异戊酸，将它们的摩尔浓度分别乘以比例系数 1.07、1.51、1.82、1.82、2.04、2.04 转化为 COD 浓度后的加合计为总的SCFAs 浓度。

2结果与讨论 2.1不同 pH 值条件下的残剩污泥发酵混合物化学性质的比较 由表 3 可以看出，在碱性和酸性条件下，残剩污泥厌氧发酵过程中产生了更多的 NH4+-N 和 PO43--P，其中不同 pH 值条件下 NH4+-N 产生量的排序为：碱性>酸性>中性，不同 pH 值条件下 PO43--P 产生量的排序为：酸性>碱性>中性。同时。

在碱性和酸性条件下残剩污泥厌氧发酵过程中也溶出了更多的SCOD 以及呈现出更高的 SCFAs 产量，其排序均为：碱性>酸性>中性，且在碱性条件下残剩污泥厌氧发酵产生的SCOD 以及SCFAs要远高于其他条件下的值，碱性条件下残剩污泥厌氧发酵混合物的 C/N 比和 C/P 比分别高达 18.9 和 57.0。这与现有研究结论类似。

在碱性 pH 值条件下，既可以为脱氮除磷系统提供较多的 SCOD 和 SCFAs，又可以避免系统 N、P 负荷过高，微生物间胞外聚合物的分解和污泥的解体，从而获得更多的发酵产酸基质，同时碱性条件还可以促进有机物的水解，使 SCOD含量升高，最终增加 SCFAs 的产量。另外，碱性条件下可有效抑制产甲烷菌的活性，使SCFAs 不会继续转化为甲烷(CH4。

从而累积，呈现出较高的 SC。