探析溶解氧对污水处理的影响
前言
目前，我国很多河流存在较严重的有机物、氮、磷等污染问题，河水中氮、磷污染物的控制和去除技术成为河水污染控制的重要课题[1]。悬浮载体SBR复合工艺是在传统的SBR反应器中投加悬浮载体作为微生物附着生长的载体，形成悬浮活性污泥和生物膜的复合微生物体系。目前对于悬浮载体SBR的研究多集中于工业废水和生活污水处理领域，对于污染河水的处理研究较少。溶解氧含量的多少会影响到好氧、厌氧微生物比例，从而影响整个处理系统的效率。因此，在一个涉及硝化反硝化系统中，控制适合的DO浓度极为重要。本文通过控制好氧阶段DO浓度，考察DO对悬浮载体SBR反应器脱氮效能的影响。
1.试验装置与方法 1.1 试验装置与运行条件
采用有机玻璃制成反应器，总容积为10L，运行过程液体容积为6L，反应器底部设有微孔曝气头，采用空压机供气，气体转子流量计控制曝气量，用叶轮搅拌以提高固液混合程度。反应器内投加塑料多面空心球，构成悬浮载体SBR工艺，载体填充体积占反应器内液体体积的20%。
载体挂膜结束后开始试验，采用间歇式运行模式，瞬时进水，一个运行周期为12h，每个周期缺氧搅拌2h，曝气搅拌6h，再缺氧搅拌3h，沉淀排水1h，每周期换水量为3L，每天运行两个周期。反应器初始C/N为4.8，通过气体转子流量计控制好氧阶段溶解氧分别为1mg/L，2 mg/L，4 mg/L，考察不同溶解氧条件下反应器氨氮和总氮去除情况。
1.2接种污泥
接种污泥取自青岛李村河污水处理厂二沉池回流污泥，反应器接种污泥后，进行好氧挂膜培养，经过30天运行生物膜培养成熟，正式开始试验。试验过程中定期排泥，以保持反应器悬浮态活性污泥浓度为3g/L。
1.3试验用水
试验用水用自来水配制，模拟污染河水水质。自来水中加入葡萄糖、氯化铵、磷酸二氢钾等营养物质，配制后水质为：化学需氧量 120 mg/L；氨氮 25 mg/ L；总氮30 mg/ L，pH 7。
1.4分析项目及测定方法
化学需氧量采用重铬酸钾比色法；总氮采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法；氨氮采用纳氏试剂光度法；亚硝氮采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法；硝态氮采用酚二磺酸紫外分光光度法；MLSS和MLVSS采用恒量烘干法。
污泥的亚硝化活性以单位时间单位重量污泥的氨氮降解量表示，测定方法为取出污泥漂洗后装入2L烧杯中，将预曝气的基质溶液装入烧杯，持续曝气，定时测定氨氮含量。反应开始时氨氮浓度为100mg/L，反应过程污泥浓度为0.5g/L，pH维持在7左右。
污泥的硝化活性以单位时间单位重量污泥的亚硝氮降解量表示，测定方法为取出污泥漂洗后装入2L烧杯，将预曝气的基质溶液装入烧杯，持续曝气，定时测定亚硝氮含量。反应开始时亚硝氮的浓度为30mg/L，反应过程污泥浓度为0.5g/L，pH维持在7左右。
污泥的反硝化活性采用缺氧环境下硝态氮的比污泥降解速率表征，测定方法为将污泥置于密闭摇瓶，将所用基质溶液装入摇瓶，定时取样测定硝态氮含量，硝态氮随时间变化曲线的斜率即其降解速率。硝态氮初始浓度100mg/L，反应过程污泥浓度控制在1g/L，pH维持在7左右。
2.结果与讨论 2.1对氨氮去除的影响
表2-1为不同初始溶解氧条件下反应器氨氮的平均去除率结果比较。 好氧段DO由1提高到2时，反应器氨氮去除率显著提高，由47提高到99，DO提高到4时，反应器氨氮去除率达到100，反应器达到完全硝化。
2.3污泥活性研究 2.3.1亚硝化活性
在好氧阶段控制不同的DO条件下，污泥的亚硝化活性不同。DO由1提高到4，反应器中的悬浮相和附着相污泥的亚硝化活性均呈增大趋势。DO的增大
为亚硝化细菌的生长创造了条件，从而提高了悬浮相污泥的硝化活性。同时，DO的增加，增强了混合液中溶解氧向生物膜内部的渗透作用，进而提高了附着相污泥的亚硝化活性。
2.3.2硝化活性
在好氧阶段控制DO为2条件下，反應器中的悬浮相污泥和附着相污泥的硝化活性均为最大。不同于DO对两相污泥亚硝化活性的影响，虽然好氧环境有利于硝化菌的生长，但在 DO2升至4时，悬浮相和附着相污泥的硝化活性有所下降，可能是由于在DO为2时最适合微生物生长。
2.3.3反硝化活性
在DO由1升至4时，反应器中的悬浮相污泥反硝化活性显著下降，而附着相污泥无明显变化。悬浮相污泥反硝化活性下降了3.9，而附着相污泥仅下降了0.7。DO浓度上升，反硝化活性下降，而附着相污泥反硝化活性没有因DO浓度的提高而受太大影响，这是由于生物膜内部依然存在着有效缺氧区，虽然混合液中DO浓度较高，反硝化菌的生长并没有受到太大的影响。
3结论
（1）在DO为4mg/L时，反应器氨氮去除效果最好，去除率为100%。 （2）在DO为2mg/L时，反应器总氮去除效果最好，去除率为50%。 （3）DO由1mg/L提高到4mg/L，反应器中的悬浮相和附着相污泥的亚硝化活性均增大；硝化活性先增大后减小，在DO为2mg/L时均达到最大值；反应器中的悬浮相污泥反硝化活性显著下降，而附着相污泥则无明显变化。
参考文献：
[1]荣宏伟等.序批式生物膜反应器脱氮除磷技术 [J].哈尔滨商业大学学报， 2002， 18（5）， 534-536.
