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水体富营养化是当前我国水环境存在的主要问题之一,太湖、滇池和巢湖等重点流域湖泊几乎每年都会发生大规模的蓝藻暴发,造成水质恶化,严重影响了区域社会和谐与经济的稳定发展。造成水体富营养化的主要原因是氮、磷等营养物进入到水体。城镇污水处理厂是水环境磷负荷的重要来源,为了保护水环境,必须对城镇污水处理厂的磷排放量进行削减。污水处理厂生物除磷主要通过2 种机制来完成,生物同化作用除磷和强化生物除磷(EBPR)。由于同化作用对磷的吸收量有限,因而EBPR是污水生物处理过程去除磷的主要途径。国内外许多研究者对EBPR的机理进行了深入探讨,并对EBPR 过程影响除磷效率的因素进行了大量的研究。
在EBPR 艺中,污泥处于厌氧状态下的磷的充分释放是好氧磷吸收的关键,也是影响整个工艺磷去除效率的关键因素,指示污泥处于厌氧状态的氧化还原电位(ORP),是反映污泥性能的重要指标。国内外实验研究结果也表明,ORP可以作为关键指标验证污泥的状态,并且可以作为优化曝气效率的指标。早年有文献报道磷的释放和低的ORP之间有较好的线性关系,ORP越低,释放磷的能力越强,尽管如此,ORP本身作为指标只是反映了系统的厌氧程度,对非含磷污泥,ORP再低也不会有磷的释放。对于特定的含磷污泥,实践证明ORP确实是控制磷释放的关键因素,因而对不同EBPR 工艺的磷的释放和ORP之间的关系仍值得探索和研究。但是,迄今为止在典型的EBPR工艺中如何对系统的ORP进行调控,应该调控到何种程度,哪些因素控制了系统ORP的高低,仍缺乏研究。本研究以稳定运行的改良Carrousel 氧化沟工艺系统的污泥为研究对象,探索了影响和控制污泥ORP状态的因素,同时研究了ORP对污泥磷释放/吸收的影响。
1 试验与分析方法
1.1 试验方法
每次取改良的Carrousel氧化沟工艺活性污泥2.5L(除说明外,污泥取自合肥经济技术开发区污水处理厂,回流污泥),取回实验室后迅速均匀地分散放在5 个0.5 L 锥形瓶内,加保鲜膜覆盖密封(对照实验未密封);分别加入不同浓度的有机物,有机物种类有葡萄糖、乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠等;恒温振荡,振荡速度为100 r/min;间隔一定时间取样测试ORP、DO、溶解性TP。取样测试ORP和DO时要小心操作,避免空气中的氧溶解进入水样。测试溶解性TP时,在取样后需立即将污泥过滤去除。每次进行1 组实验,实验结束后重新到污水厂取污泥样品。
1.2 测试分析方法
总磷/溶解性总磷:钼酸铵分光光度法;氧化还原电位:ORP测量仪(ORP-412,上海康仪仪器有限公司);溶解氧:DO测量仪(JPB-607,上海雷磁仪器厂)。
2 结果与讨论
2.1 新鲜污泥加入有机物后ORP 的变化和磷释放
新鲜污泥加入不同浓度的乙酸钠后ORP的变化情况如图1 所示。
图1 新鲜污泥加入乙酸钠后ORP的变化(25 ℃)
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