再生水深度脫氮除磷方法

再生水深度脫氮除磷方法

再生水深度脫氮除磷是實現污水資源化利用的有效途徑[1,2]，然而目前在深度處理的過程中仍存在一些問題：在脫氮方面，由于污水廠尾水自身存在碳源不足的問題，常需額外投加碳源，增加了成本的同時也容易產生二次污染.為解決這些問題，在反硝化過程中往往結合自養反硝化等進行脫氮[3,4].硫自養反硝化因其具有工藝簡單，無需外加碳源以及價格低廉等優點在低碳氮比污水處理中得到了廣泛應用并取得了較好的效果[5~10]，但以單質硫等作為硫源的硫自養反硝化不具有除磷功能.

在除磷方面，依靠傳統的生物除磷往往很難實現水質的達標，因此需要結合化學法強化除磷效果，海綿鐵因其高效的除磷效果能力被國內外研究人員所關注[11~15].匡穎等[16]研究認為，海綿鐵腐蝕產生的Fe2+和進一步氧化生成的Fe3+以及它們的水化物，在沉淀、絮凝、吸附和卷掃等作用下，可以使出水中的磷大幅度降低.

此外，國內外許多學者發現鐵對水中硝酸鹽的去除也具有一定效果，但是存在水力停留時間較長、氨氮積累較嚴重等問題[11,14~20];另外由于利用鐵基質進行的自養反硝化過程需要一定的適宜環境，如中性的pH等，當環境發生變化時，此時反硝化的效果將大受到影響[21~26].

綜上，硫和海綿鐵在二級水深度脫氮除磷方面的應用具有良好前景，將二者混合應用不僅能夠提升系統的脫氮能力，也將使系統除磷效果大大得到增強.目前兩者混合應用的相關研究還較少，吳中琴[27]、蘇曉磊等[28]將單質硫和鐵刨花組合成填料床對模擬二級出水進行深度脫氮除磷，發現該工藝具有良好的脫氮除磷效果.

然而這些研究只是針對反應器的組合方式、硫自養的脫氧功能及濾速對工藝脫氮除磷性能的影響等方面進行了探討;對于填料中硫鐵比對同步脫氮除磷產生的影響等方面卻未作探究.本研究針對污水處理廠尾水深度脫氮除磷及其水質特點，通過實驗室靜態實驗，探討了單質硫和海綿鐵的體積比對反硝化脫氮除磷效果的影響，分析了系統脫氮除磷動力學過程，以期為城市污水處理廠尾水深度脫氮除磷提供技術參考.

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1材料與方法

1.1實驗方法

1.1.1實驗分組

實驗用到粒徑均為3-5mm的硫磺，海綿鐵、陶粒這3種單一填料，以及不同硫鐵體積比混合而成的復合填料，見表1.以陶粒作為空白對照，即只加入等體積的陶粒(見表1中⑤號).

脫氮除磷

1.1.2靜態反硝化脫氮同步除磷實驗

反硝化脫氮除磷實驗運行裝置采用6只2L燒杯作為反應器，接種污泥來自北京某污水處理廠回流污泥，實驗用水采用人工配水模擬污水廠尾水，即在自來水中加入一定量的CH3COONa、KNO3和KH2PO4，該水質特征為：pH=7.0-7.5，ρ(NO3--N)=30mg˙L-1，ρ(COD)=45mg˙L-1，TP=3.0mg˙L-1，COD∶TN=1.5.

向各個裝置內加入200mL富集培養的活性污泥，再加實驗配水至刻線.實驗采用序批方式運行，水力停留時間(HRT)為24h.實驗裝置置于60r˙min-1的搖床內振蕩，以確保物料的均勻;出水方式采用虹吸式出水，每次換水1.2L.測定進出水的pH、COD、ρ(NO3--N)、ρ(SO42-)、TN、TP和總鐵.

本實驗分為3個部分.第一部分考察填料種類對脫氮除磷效果的影響，第二部分以不同硫鐵比的復合填料為研究對象，考察復合填料中硫鐵比對脫氮除磷效果的影響，第三部分對復合填料系統內脫氮除磷動力學進行了分析.