低C/N副食加工园区综合废水如何深度脱氮除磷

随着Fr的增加，在阶段Ⅲ时，PIA-A2/O段出水TP明显升高，达0.9 mg/L，这使后续各级湿地出水TP随之增加，至少需要3级湿地(HLR=0.53 m/d)净化才可达标。该段TP去除率虽低，但反硝化除磷率(见表 3)则变化不大，这可能是因为反硝化除磷适合的低碳源、低DO、长SRT环境未明显改变。

表 3 PIA-A2/O反应器各阶段TP去除率及反硝化除磷率

阶段Ⅳ延长SRT，反应器内生物量增加，Ns降低，PIA-A2/O段出水TP回落至0.5 mg/L左右，湿地段的TP达标处理负荷又恢复到HLR=0.81 m/d(二级湿地出口)。该阶段虽TP去除率增加，但反硝化除磷率仍降低，这是系统内总生物量积累的结果。

阶段Ⅵ，由于SRT过长，出现丝状膨胀，PIA-A2/O段出水TP严重超标，反硝化除磷率同步下降，后续4级湿地(HLR=0.4 m/d)也难以使出水TP稳定在0.4 mg/L以下。因此，Fr升高和SRT过度延长均不利于反硝化除磷。分析原因，一方面有机物浓度增加会对反硝化除磷产生抑制;另一方面SRT过长，亚硝酸盐氧化菌(NOB)生长加快，NO3--N浓度升高，NO3--N比NO2--N的电势高，较难被反硝化。

流量冲击负荷阶段Ⅶ和Ⅷ，回流比增加，反硝化除磷率有所上升，这是因为硝化液回流加大为缺氧段反硝化除磷菌提供了更多电子受体。

(3)氮素去除及亚硝化效果

系统不同阶段沿程出水氮浓度变化见图 3。

图 3 PIA-A2/O+人工湿地系统不同阶段沿程

GB 3838—2002规定NH4+-N和TN的Ⅴ类标准均为小于2.0 mg/L，因此，系统的深度脱氮是稳定运行的关键。从图 3可知，湿地具有良好的硝化性能，即使前段PIA-A2/O段出水NH4+-N增大到5 mg/L出水氮污染物浓度变化以上，后续都可通过三级湿地(HLR为0.67~0.72 m/d)降至2.0 mg/L以下。

系统各阶段出水TN沿程降低，PIA-A2/O出水TN以NO2--N为主，这是由于该工艺启动了亚硝化。进入湿地段，NO2--N浓度沿程逐级降低，NO3--N浓度增大，TN浓度下降。这是因为湿地前端COD充足，NO2--N被反硝化去除，一部分被氧化成NO3--N，TN呈现减少趋势。到后2级湿地，碳源消耗殆尽，NO3--N和TN变化很小，应主要为植物吸收作用。综合以上COD、TP和TN运行结果，认为人工湿地选取HLR=0.53 m/d是合适的。

PIA-A2/O中NO2--N与NOx--N的质量比反映了系统的亚硝化率，较高的亚硝化率对提高氮、磷去除和降低能耗是有利的。试验结果表明，随着Fr的增加、SRT的延长、内外回流比的提高，亚硝化率不断降低。这是因为：(1)进水COD增加会导致异养菌大量繁殖，与AOB产生竞争;(2)SRT延长可促使NOB生长，使出水NO3--N浓度增加;(3)内外回流比的提高实质也是SRT的延长，最终导致出水NO3--N浓度增加。

2PIA-A2/O污泥特性演变

对PIA-A2/O工艺各阶段污泥沉淀性能的变化进行了考察，结果表明，PIA-A2/O中MLSS随污染物浓度和流量负荷的增加而增加，这与污染物输入增多和SRT延长有关。生物量富集利于系统缓冲调控能力。试验中发现，当SRT不断延长时，污泥沉淀性能逐渐下降，SVI在阶段Ⅴ涨至205 mL/g，SV30为96%。

镜检发现，污泥内部有大量菌丝，污泥发生微量丝状膨胀。然而，系统出水水质并未受到影响。Jianhua Guo等曾在城市污水处理厂的运行中也发现这种现象，定义为污泥微膨胀(LFB)。系统中丝状菌并未过度增殖应得益于间歇曝气段的周期性淘洗。阶段Ⅵ的SRT过长，其筛选功能丧失，污泥严重膨胀。

LFB菌胶团内丝状菌菌丝短，向内盘绕生长，污泥成团状，使其具有较好的沉淀性能。而严重膨胀污泥，菌丝外扩生长，污泥沉淀性差。通过高通量测序和Eikelboom手册鉴定，LFB主导菌为H. hydrossis，与营养物去除有关。

3结论

采用新型A2/O+人工湿地系统深度处理副食品加工园区综合废水，结果表明，该系统具有良好的脱氮除磷效果及抗冲击负荷能力。系统的稳定调控关键是对出水TN的控制，可通过维持PIA-A2/O段稳定的Ns和充足HRT实现。当遇进水污染物浓度冲击时，在0.65 kg/(m3˙d)≤Fr≤1.30 kg/(m3˙d)条件下，可适当延长该段SRT为23.5~28.5 d，降低湿地段的HLR(≥0.53 m/d)，以使系统出水满足GB 3838— 2002中Ⅴ类标准要求。

当遇进水流量冲击时，在0.8 kg/(m3˙d)≤Fr≤1.1 kg/(m3˙d)条件下，在延长SRT和降低HLR同时，增加内外回流比分别不超过95%和400%，仍可保证达标运行。Fr不宜大于1.35 kg/(m3˙d)。PIA-A2/O工艺长SRT低DO可以启动以H. hydrossis为主导的污泥微膨胀，并促进基于亚硝酸盐的反硝化除磷，有效提升了系统的脱氮除磷效能。

(来源：工业水处理，2018年第6期，参考文献略。)

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