A_O生物脱氮工艺处理生活污水中试_一_短程硝化反硝化的研究

第26卷第5期2006年5月环　境　科　学　学　报　Acta Scientiae Circu m stantiaeVol .26,No .5May,2006基金项目:国家自然科学基金-国际(地区)重大合作项目(No .50521140075);国家自然科学基金(No .20377003);北京市重点实验室开放基金Supported by the Nati onal Natural Science Foundati on of China (No .20377003);The Key I nternati onal Cooperative Pr oject of NSFC (No .50521140075);The Open Pr oject of Key Laborat ory of Beijing作者简介:马　勇(1976—),男,博士;3通讯作者(责任作者),E 2mail:pyz@bjut .edu .cnB i ography:MA Yong (1976—),male,Ph . D.;3Correspond i n g author ,E 2mail:pyz@bjut .edu .cn马　勇,王淑莹,曾　薇,等.2006.A /O 生物脱氮工艺处理生活污水中试(一)短程硝化反硝化的研究[J ].环境科学学报,26(5):703-709Ma Y,W ang S Y,ZengW ,et al .2006.A /O p il ot 2scale nitr ogen re moval p r ocess treating domestic wastewater Ⅰ.The study of short 2cut nitrificati on and denitrificati on[J ].Acta Scientiae Circum stantiae,26(5):703-709A /O 生物脱氮工艺处理生活污水中试(一)短程硝化反硝化的研究马　勇1,王淑莹2,曾　薇2,彭永臻1,2,3,周　利31.哈尔滨工业大学,市政与环境工程学院,哈尔滨1500902.北京工业大学,北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室,北京10002231青岛理工大学环境与市政学院,青岛266033收稿日期:2005208219 修回日期:2006203221 录用日期:2006203221摘要:应用A /O 生物脱氮中试试验装置处理实际生活污水,从pH 、污泥浓度(MLSS )、自由氨(F A )、温度、污泥龄(SRT )、溶解氧(DO )和水力停留时间(HRT )等方面系统的分析了A /O 工艺实现短程硝化反硝化的主要影响因素。

结果表明,DO 浓度是A /O 工艺实现短程硝化反硝化的主要因素,由F I SH 检测发现长期控制低DO 浓度(0.3～0.7mg ・L -1)可以导致亚硝酸盐氧化菌(NOB )的淘洗,从而实现稳定的亚硝酸盐积累率,试验获得平均亚硝酸氮积累率为85%,有时甚至超过95%。

提高DO 浓度,1周内亚硝酸氮积累率从85%降到10%,继续维持低DO 浓度,大约需要2个污泥龄时间才可重新恢复到较高的亚硝酸氮积累率(>75%)。

低DO 浓度下,试验初期污泥沉淀性能随着亚硝酸氮积累率的增加而变差,而在试验后期,无论亚硝酸氮积累率多高,污泥沉淀性能一直很好,S V I 值处于80～120mL ・g -1关键词:A /O 中试装置;生活污水;短程硝化反硝化;低DO,亚硝酸氮积累;F I SH 文章编号:025322468(2006)0520703207 中图分类号:X70311 文献标识码:AA /O p ilot 2sca le n itrogen re m ova l process trea ti n g do m esti c wa stewa ter Ⅰ.Thestudy of short 2cut n itr i f i ca ti on and den itr i f i ca ti onMA Yong 1,ZENG W ei 2,WANG Shuying 2,PENG Yongzhen1,2,31.School of Munici pal and Envir onmental Engineering,Harbin institute of Technol ogy,Harbin 1500902.Key Laborat ory of Beijing f orW ater Envir onmental Recovery Engineering,Beijing University of Technol ogy,Beijing 1000223.I nstitute of Envir onment &Munici pal Engineering,Q ingdao technol ogical University,Q ingdao 266033Rece i ved 19August 2005; rece i ved in revised for m 21March 2006; accepted 21March 2006Abstract:The effect of main fact ors,such as pH,MLSS,F A,T,SRT,DO and HRT,on short 2cut nitrificati on and denitrificati on was syste matically analyzed in a p il ot 2scale A /O nitr ogen re moval p lant treating domestic waste water .The experi m ental results de monstrated that DO is the main fact or t o achieve short 2cut nitrificati on in the study .Fish analysis p resented that a l ong 2ter m operati on at l ow DO (0.3～0.7mg ・L -1)concentrati on lead t o the eli m inati on of a mmonia oxidizing bacteria (AOB ),s o as t o realize nitrite accumulati on .The average nitrite accumulati on rati o could reach 85%;s ometi m es the nitrite accumulati on rati o was higher than 95%.The short 2cut nitrificati on and denitrificati on was da maged with the nitrite accumulati on rati o decreasing fr om 85%t o 10%when DO was increased above 1.5mg ・L -1.The nitrite accumulati on rati o was resumed t o 75%after about t w o sludge ages with the DO kep t in l ow level .The S V I increased with the increase of nitrite accumulati on rati o in the initial peri od,but the S V I maintained at a p r oper level of 80～120mL ・g -1in the after ti m e no matter how high or l ow the nitrite accumulati on rati o was .Keywords:A /O p il ot p lant;domestic waste water;short 2cut nitrificati on and denitrificati on;DO;nitrite accumulati on 生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程.第一步是由亚硝化菌(N itroso m onas )将NH +42N 氧化为环 境 科 学 学 报26卷NO -22N 的亚硝化过程;第二步是由硝化菌(N itrobacter )将NO -22N 氧化为NO -32N 的过程.然后通过反硝化作用将产生的NO -32N 经由NO -22N 、NO或N 2O 转化为N 2,NO -22N 是硝化和反硝化两个过程的中间产物.Voets 等(1975)在处理高浓度氨氮废水的研究中,发现了硝化过程中NO -22N 积累的现象,首次提出了短程硝化反硝化生物脱氮的概念.其基本原理是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段,然后通过反硝化作用将亚硝酸氮还原为氮气,是经NH +42N →NO -22N →N 2这样的途径完成,整个过程较全程硝化反硝化时间大大缩短.根据化学计量学,与全程硝化反硝化脱氮相比,短程硝化反硝化具有以下几个优点(Turk and Mavinci,1987):1)在硝化阶段可节约25%左右的需氧量,降低了能耗;2)在反硝化阶段减少了约40%的有机碳源,降低了运行费用;3)NO -22N 的反硝化速率通常比NO -32N 的反硝化速率高63%左右;4)减少了50%的污泥产量;5)反应器容积可减少30%～40%左右;6)可减少投加碱度和外碳源投量.短程生物脱氮工艺尤其适用于低碳氮比、高氨氮、高pH 值和高碱度废水的处理,实现短程硝化与反硝化的关键在于抑制硝酸菌的增长,从而导致亚硝酸盐在硝化过程中得到稳定的积累.但是,由于硝酸菌与亚硝酸菌的协同增殖方式,似乎无法排除硝酸菌的增殖,只能通过混合系统中亚硝酸菌和硝酸菌之间数量或活性的不平衡实现NO -22N 的积累.近年来的研究发现了一些能抑制硝酸菌增殖或活性,从而造成亚硝酸菌在硝化系统中占优势的因素,包括:高游离氨(F A )浓度(Sur macz et a l .,1997)、高pH 值(V illaverde et al .,1997)、高温(>25℃)(Hellinga et al .,1998)、低DO 浓度(M ünch et al .,1996)、从缺氧到好氧状态的滞后时间(Turk and Mavinic,1986)、游离羟氨浓度(FH )(Yang andA lle man,1982)以及投加硝化反应选择性化学抑制剂等.然而大部分研究基于S BR 法小试反应器,所处理水质不是配制废水,就是高氨氮浓度工业废水、垃圾渗滤液,通过控制DO 、pH 、F A 、温度等因素一般易于实现亚硝酸氮的积累.然而当前大约95%的城市污水处理厂采用连续流运行工艺,因此对连续流工艺短程硝化反硝化的研究无论从提高工艺处理效率、节约运行费用方面都具有重要的意义.然而关于连续流运行工艺短程硝化反硝化的研究很少,部分关于连续流运行工艺短程硝化的研究具有反应器体积小(一般小于10L )、采用模拟废水、或进水氨氮浓度很高,或采用生物膜反应器的特点,而未见A /O 工艺短程硝化的研究(Ruiza et al .,2003;Ciudad et al .,2005).基于上述研究背景,本文以当前城市污水处理厂广泛应用的连续流A /O 生物脱氮工艺作为研究对象,应用中试试验装置处理实际生活污水,详细研究了如何实现A /O 工艺短程硝化反硝化及其主要影响因素,分析了系统处理效果以及同步硝化反硝化现象,对如何实现稳定的亚硝酸氮积累率也进行了研究,并建立了在线过程控制系统,从而实现提高A /O 工艺脱氮效率、降低运行费用的目的.1　材料与方法(Materials and methods )1.1中试试验模型试验所用反应器为中试规模,由聚氯乙烯塑料制作(如图1).反应器工作容积为300L.分为8个格室(每个格室体积相等).反应器前2个格室缺氧运行,后6个格室好氧运行.二沉池采用竖流式,体积为100L.试验进水、回流污泥和硝化液回流采用蠕动泵控制,试验温度控制在室温20～22℃,反应器内污泥浓度为3000～4000mg ・L -1,SRT 控制在15d 左右,内循环回流比为2,污泥回流比为0.5,进水流量在650～800L ・d -1之间变化,相应HRT 控制为9～11h,通过调节鼓风机阀门开启度控制好氧区DO 浓度,每个格室中设有ORP 、DO 和pH 在线仪.图1　A /O 中试工艺试验模型图Fig .1　The sche matic diagra m of A /O p il ot p lant1.2试验用水试验采用北京工业大学家属区化粪池的生活污水,进水水质指标如表1所示,进水COD 平均浓度为248.6mg ・L -1,而进水总氮(T N )的平均浓度为84.9mg ・L -1,生活污水C /N 比较低,仅为2.93.4075期马　勇等:A /O 生物脱氮工艺处理生活污水中试(一)短程硝化反硝化的研究表1　试验进水水质Table 1　The influent characteristics项目pH COD /(mg ・L -1)T N /(mg ・L -1)NH +42N /(mg .L -1)NO -22N /(mg ・L -1)NO -32N /(mg ・L -1)碱度/(mg ・L -1)范围7.15～7.70163.2～389.068.5～110.265.4～105.70.05～0.250.69～1.83200～420平均值7.50248.684.979.10.151.183201.3分析项目及方法COD 、T N 、NH +42N 、NO -32N 、NO -22N 、P O -42P 、总碱度、MLSS 等的测定均采用国家规定的标准方法,水样经离心后测定.DO 测定采用W T W 2level2溶解氧在线仪,pH 值和ORP 采用W T W 340i 在线测定仪.2　试验结果(Experi m ent results )2.1不同试验阶段亚硝酸盐积累率如图2所示,A /O 工艺发生了明显的短程硝化反应,系统的亚硝酸氮积累率(以亚硝化率η表示,η=ρ(NO -22N )×100%/(ρ(NO -22N )+ρ(NO -32N ))可以分为4个阶段.亚硝化率从3月1日的20%上升到3月15日的80%(第一阶段),在第二阶段亚硝化率一直很稳定,平均亚硝化率为95%(从3月15日到4月25日),在第三阶段亚硝化率很快下降(从4月25日到5月2日),并维持在15%～30%(5月3日到5月21日),之后亚硝化率从20%上升到70%(5月21日到5月26日),最后在第四阶段,虽然亚硝化率有一定的波动,亚硝化率基本维持在80%以上.可以看出系统亚硝化率经历了:逐渐积累-稳定-破坏-逐渐积累-稳定的过程,为了获得稳定的短程硝化反应,详细分析了以下因素:温度、F A 、pH 、SRT 、DO 、HRT 、MLSS,以获取A /O 工艺实现和破坏短程硝化的主要影响因素.图2　不同试验阶段亚硝酸氮积累情况Fig .2　The nitrite accumulati on at different phase2.2　A /O 工艺短程硝化影响因素分析2.2.1　温度的影响　Bal m elle 等(1992)认为在10～20℃条件下,硝化菌属活性大,无论F A 浓度多大,亚硝酸氮的积累都很低,此条件下,温度对硝化菌活性的影响比F A 对其抑制作用大.当温度为20～25℃时,硝化反应速率低于亚硝化反应速率.当温度超过25℃时,F A 对硝化菌的抑制作用大于温度的作用,可能因F A 的抑制造成亚硝酸氮的积累.此外,由SHARON 工艺可知,亚硝酸菌在数量上形成优势的温度范围为30～36℃(Hellinga et al .,1998).高景峰(2001)通过S BR 法处理啤酒废水的试验发现28℃是实现短程硝化反硝化的最低临界温度,系统长期在常温(19.5～23.5℃)下运行,硝化类型转变为硝酸型硝化.本试验反应器内温度控制为20～22℃,在此温度下,亚硝酸菌和硝酸菌都保持较高的生长速率,由此可知温度不是系统发生短程硝化反硝化的主要因素.2.2.2　pH 值的影响　pH 值是文献中关于亚硝酸氮积累的重要影响因素之一,亚硝酸菌和硝酸菌在纯种培养和混合培养时最适宜的pH 值有所不同,亚硝酸菌所需pH 值高,在混合培养体系中,亚硝酸菌的最适宜pH 值为7.0～8.5,硝酸菌为6.0～7.5.徐冬梅等(1999)研究结果表明,当pH 值为7.4～813时,亚硝酸氮积累达到很高,亚硝酸氮生成速率在pH 值8.0附近达到最大,而硝酸氮生成速率在pH 值7.0附近达到最大.城市生活污水pH 值大多在7左右,所以比较适合硝酸氮菌的生长,不会产生亚硝酸氮的积累.利用亚硝酸菌和硝酸菌最适宜的pH 值不同,控制混合液中pH 值也可以控制硝化类型及硝化产物.图3为A /O 工艺原水pH 值和亚硝酸氮积累率的关系.由于试验中采用实际生活污水,原水pH 变化不大,基本维持在7.2～7.7之间.在这个范围内,既是亚硝酸菌也是硝酸菌的适宜pH 范围,二者的活性不会受到抑制.另外,无论亚硝化率高还是低时,系统进水pH 值变化大,因此,进水pH 值也不是系统形成短程硝化反硝化的主要影响因素.507环 境 科 学 学 报26卷图3　原水pH值和亚硝酸氮积累率的关系Fig.3　The relati on bet w een the influent pH and nitrite accu mulati on2.2.3　F A的影响　游离氨(F A)是分子态的氨氮浓度,受pH值的影响较大,它是文献中关于亚硝酸氮积累的重要影响因素之一.F A可按以下公式计算(Daniel等,1998):A=1714×B×10pHK b/K w+10pH=1.214×B×10pHe6344/T+10pH式中,A为游离氨浓度,mg・L-1;B为氨氮浓度, mg・L-1;K b为氨氮的离解常数;K w为水的离解常数; T为温度,K.F A对硝化反应有明显的抑制作用,一般认为F A对亚硝酸盐氧化菌和氨氮氧化菌都有抑制作用,其中前者对F A更敏感,即使较小的F A浓度也会对其产生抑制.图4是原水和好氧区进水F A值与亚硝酸盐积累率的关系,由图可知原水F A值在0.4～1.5 mg・L-1内变化,平均值为0.93mg・L-1.由于内循环和回流污泥的稀释作用,好氧区进水F A变为0.15～0.70mg・L-1,平均值为0.41mg・L-1.Abelin等(1992)报道F A浓度处于1～5mg・L-1将抑制亚硝酸氧化菌,而不会抑制氨氮氧化菌.Bal m elle等(1992)报道在F A较低的浓度(1mg・L-1)也可能抑制亚硝酸氮氧化菌.根据上述参考文献,当F A超过1.0mg・L-1时,有可能造成亚硝酸氮的积累,但硝化反应在好氧区进行,随着硝化反应的进行氨氮浓度降低、反应器内F A值将逐渐降低,所以好氧区最大F A值肯定小于0.75mg・L-1.大部分文献报道当F A小于1.0mg・L-1时,F A值不会对亚硝酸氮氧化菌产生抑制(Turk and Mavinci,1986;1987;Mauret et al.,1996).另外由图可知,当原水和好氧区进水F A值高时,亚硝化率反而较低,而原水或好氧区进水F A值低时,亚硝化率反而较高,因此可知F A不是本系统造成短程硝化的主要影响因素.图4　原水和好氧区进水FA值与亚硝酸盐积累率的关系Fig.4　The relati on bet w een nitrite accumulati on and the F A in ra w waste water and the influent of aer obic z one2.2.4污泥浓度和SRT的影响　系统运行过程中由于污泥回流比和HRT的变化导致MLSS变化,但系统污泥浓度基本维持在3000～4000mg・L-1,平均值为3500mg・L-1.污泥浓度的变化并没有对亚硝化率产生影响,二者之间没有相关性.然而实际运行过程中当系统其它条件不变,污泥浓度升高会导致系统硝化效果增加,如果氨氮氧化为亚硝酸氮的第一阶段硝化反应完成,那么硝化反应的第二阶段将进行,因此亚硝化率将降低,这只是MLSS对亚硝化率的间接影响.文献报道控制SRT可以选择性增值氨氮氧化菌、而抑制亚硝酸氮氧化菌的生长,从而可实现亚硝酸氮的积累(Hellinga et a l.,1998),SHARON工艺就是通过控制SRT和HRT相等,基于氨氮氧化菌和亚硝酸氮氧化菌的生长速率不同,从逐渐淘洗亚硝酸氮氧化菌而实现短程硝化反应.Pollice等(2002)研究表明,在温度为32℃、pH为7.2条件下,当供氧没有限制时,污泥龄是影响短程硝化反应的主要因素,控制SRT在10d左右,可以实现稳定的短程硝化反应.但在本试验中SRT控制在15d 左右,污泥龄足够长,在此污泥龄下,可以维持氨氮氧化菌和亚硝酸氮氧化菌在系统的生长,不会通过控制SRT抑制或淘洗亚硝酸氮氧化菌,所以SRT也不是本系统短程硝化的影响因素.2.2.5DO的影响　图5是DO浓度与亚硝酸盐积累率的关系,试验中,初期DO浓度基本维持在0.3～0.7mg・L-1(平均值为0.5mg・L-1),随着反应的进行,亚硝化率逐渐升高,从3月3日的20%上升到3月15日的80%左右.由于硝酸菌和亚硝酸菌的溶解氧饱和常数一般分别为1.2～1.5mg・L-1和0.2～0.4mg・L-1,表明亚硝酸菌对溶解氧的亲和力6075期马　勇等:A /O 生物脱氮工艺处理生活污水中试(一)短程硝化反硝化的研究大大强于硝酸菌,低DO 浓度下亚硝酸菌的生长速率将大于硝酸菌的生长速率,从而抑制硝酸菌的生长.继续维持低DO 浓度(从3月15日到4月10日)可以发现系统一直维持较高的亚硝化率,平均积累率达95%,有时甚至出水中检测不到硝酸氮,实现了100%的短程硝化反应.这说明长时间维持低DO 浓度,硝酸菌在体系中所占比率逐渐降低,最后实现完全抑制或淘洗.图5　DO 浓度与亚硝酸盐积累率的关系Fig .5　The relati on bet w een nitrite accumulati on and DO 为了充分证实这一结论,4月8日从最后好氧格室取样,进行分子生物撑F I SH 检测,由图6可知,系统中基本不存在亚硝酸盐氧化菌(NOB ),而以氨氮氧化菌(AOB )为主,通过定量分析AOB 约占系统所有活性细菌的5%,这充分说明了长期控制低DO 浓度实现了NOB 的完全淘洗,从而维持稳定的亚硝酸盐积累率.从4月15日起升高好氧区DO 浓度(平均DO 浓度为1.75mg ・L -1)以期破坏短程硝化,以进一步分析DO 在短程硝化中的作用,从而实现系统的灵活控制.4月15日至4月25日这段时间内亚硝化率仍然维持在较高水平,这充分说明了长时间的低DO 浓度运行,硝酸菌已被系统所淘洗,即使恢复高DO 浓度,系统需不断恢复,所以表现为初期亚硝酸氮积累率仍然很高.从4月25日起亚硝化率逐渐降低,此时迅速降低DO 浓度到0.5mg ・L -1,发现亚硝化率依然下降,从4月26日的85%降到5月1日的40%,这说明通过10d 左右的高DO 浓度运行,硝酸菌已在系统中逐渐累积起来,短期内低DO 浓度没有明显抑制硝酸菌的活性.随图6　长期低DO 运行下好氧区末端污泥取样AO B 和NO B 的F I SH 分析Fig .6　Fish analysis f or AOB and NOB at the end aer obic z ones under l ong -ter m l ow DO operati on707环 境 科 学 学 报26卷后DO浓度一直维持在较低水平(0.3～0.7 mg・L-1),可以发现(5月1日到5月27日)亚硝化率一直很低(15%～40%),从5月27日开始亚硝化率逐渐升高,除在5月30日和6月3日出现波动,亚硝化率又恢复到75%以上的水平,最后维持在85%.基于硝酸菌和亚硝酸菌的溶解氧饱和常数不同,维持低DO浓度可以实现短程硝化反应,因此,DO是本系统实现短程硝化反硝化反应的主要影响因素.提高DO 浓度初期,亚硝化率一直很高,当硝酸菌活性恢复,亚硝化率迅速降低,即使降低DO浓度,亚硝化率也一直降低.大约需要2个污泥龄时间,亚硝酸氮重新积累,这也说明从短程硝化破坏到短程硝化恢复所需时间很长,相对于破坏短程硝化所需时间要长.在反应后期亚硝酸盐积累率出现波动,可能原因是硝酸菌和亚硝酸菌共存于系统,并没实现硝酸菌的淘洗,低DO 时,虽然硝酸菌活性被抑制,当硝化反应第一阶段完成,DO浓度上升,反应条件变为利于硝酸菌的生长,所以亚硝酸氮浓度降低,而硝酸氮浓度升高.因此需要合理控制曝气量,控制短程硝化所需要的低DO浓度,避免过曝气.Ceceng和Goneng(1994)认为在硝化反应阶段,当DO∶F A比值低于5时,会产生亚硝酸氮的大量积累,因而抑制了硝酸氮的生成.当比值大于5时,不会出现亚硝酸氮积累.试验中DO浓度基本维持在0.3～0.7mg・L-1,平均值为0.5mg・L-1,而好氧区进水F A平均值为0.41mg・L-1,所以DO∶F A 比值为1.22,远小于5,因此,从另外一个角度可知低DO浓度产生了亚硝酸氮的大量积累.2.2.6HRT的影响　研究表明HRT是影响硝化形式的一个间接因素,延长HRT,短程硝化有向全程硝化转化的趋势.如图7所示,在3月27日之前HRT处于逐渐降低的过程,对应的亚硝化率逐渐增高,可以理解为随着HRT的减少,进水氨氮负荷增加,因此好氧硝化时间相对缩短,由于硝化反应分为两个阶段,并有先后性,也就是由于HRT降低,当氨氮氧化为亚硝酸氮的硝化完成后,没有足够的时间继续氧化亚硝酸氮为硝酸氮,所以氨氮大部分转化为亚硝酸氮,导致亚硝酸氮的积累.随后,从3月28日到4月18日,HRT保持9h不变,在这段时间基本处于稳定的短程硝化过程,但在最后5天时间内亚硝化率有所下降.这期间HRT与亚硝化率的对应关系不明显.从4月30日到5月10日升高HRT,可以理解为降低进水氨氮负荷,所以亚硝化率逐渐降低并维持在较低水平,随后恢复HRT为9h,经过一段时间系统恢复短程硝化,所以可以理解HRT是本系统实现短程硝化的一个潜在的因素,控制较短的HRT有助于NO-22N的积累,但HRT并不是主要因素,归根结底还是曝气量和DO浓度影响的结果.图7　HRT与亚硝酸盐积累率的关系Fig.7　The relati on bet w een nitrite accumulati on and HRT2.3　系统污泥沉淀性能分析通过以上试验可知控制低DO浓度可以实现A/O工艺的短程硝化反硝化,然而低DO浓度下将产生污泥丝状菌膨胀,严重的污泥膨胀将影响二沉池泥水分离过程,进而影响出水水质,导致污泥流失,破坏系统运行.因此需要系统的分析低DO浓度下,DO、亚硝化率和S V I之间的关系.图8　DO和亚硝酸盐积累率与SV I的关系Fig.8　The relati on bet w een DO,nitrite accumulati on and S V I图8是DO、亚硝酸盐积累率与S V I的关系图.由图可知,试验初期维持低DO浓度,随着亚硝化率的提高(从25%升高到92%),污泥沉淀性能逐渐变差,S V I值逐渐升高,S V I从初期的140mL・g-1增加到3月20日的255mL・g-1.当系统亚硝酸氮积累率稳定时,S V I值平均为260mL・g-1,可知污泥沉淀性能很差,经镜检发现大量丝状菌,但污泥膨胀并没有影响系统的处理效果,也没有导致污泥流失.提高DO浓度阶段,并没有降低污泥的S V I值.当亚硝酸氮积累率降低时,污泥沉淀性能也逐渐变好,8075期马　勇等:A/O生物脱氮工艺处理生活污水中试(一)短程硝化反硝化的研究从4月20日的266mL・g-1降到5月10日的130 mL・g-1,由镜检发现污泥中丝状菌数量逐渐减少,最后丝状菌完全抑制.在亚硝化率维持在15%～30%这段时间内S V I值基本维持在100mL・g-1.试验后期亚硝酸氮积累率提高时(低DO浓度运行),虽然S V I值有微小增加,但变化不明显,从100 mL・g-1升高到115mL・g-1,以后的试验S V I值也未超过120mL・g-1,污泥沉淀性能很好.因此可知本试验中低DO浓度并不会导致污泥的严重膨胀,虽然试验初期低DO运行导致污泥膨胀,主要是试验前后污泥特性不同,试验初期接种污泥有轻微膨胀,直接运行在低DO条件下,不可避免导致污泥膨胀.而试验后期,系统以短程硝化为主,亚硝酸菌充分利用了有限的溶解氧,而丝状菌无法在竞争DO 中占到优势逐渐被淘洗,因此污泥沉淀性能很好,没有产生污泥膨胀.2.4　应用DO控制A/O工艺短程硝化反硝化的特点由以上试验可知,DO浓度不但是实现A/O工艺短程硝化反硝化的主要影响因素,而且是最易于控制的因素.实现短程硝化的主要因素一般主要有pH、F A、T、DO,由于进水水质不可确定,虽然投加酸性物质或碱性物质可以控制进水pH,但所需化学药剂费用大大增加,另外进水温度也是不可调节的.当进水pH、进水氨氮浓度和温度确定后,F A也就确定了,剩下的主要因素就是DO了,通过调节曝气量,可以很容易控制所需要的DO浓度.另外控制低DO浓度并不一定导致污泥膨胀,半年多的试验表明只在试验初期出现污泥膨胀,其余阶段污泥沉淀性能一直良好.另外控制低DO浓度可以提高充氧效率,节约运行费用.因此无论从理论上还是实际应用中,DO浓度都是实现A/O工艺短程硝化反硝化的关键因素.3　结论(Conclusi on)1)应用A/O中试试验装置处理实际生活污水,DO浓度是A/O工艺实现短程硝化反硝化的关键性控制参数.2)控制低DO浓度(0.3～0.7mg・L-1),可实现短程硝化,长期维持低DO浓度可导致亚硝酸盐氧化菌的抑制或淘洗,从而获得稳定的亚硝酸盐积累率,平均亚硝化率可达85%或更高.3)低DO浓度下,并不一定导致污泥膨胀,大部分试验时间内,无论亚硝酸氮积累率多高,污泥沉淀性能一直很好,S V I值为80～120mL・g-1. 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