pH对渐变流曝气生物滤池处理城市污水的影响

水体富营养化是近年来深受世界人 民关注的问题之一，还被称为“生态癌症” 。曝气生物滤池以其灵活 的模块化设计、占地面积小 、硝化效果稳定

等优点越来越受到人们的青睐。但是 ，在运行过程中容易堵塞，同时存在 除磷效果不好等缺点。为进一步提高曝气生物滤池技术，国内外不少学者对曝气生物滤池进行了改进，主要分为两种类型：一种是与其他工艺的组合，如 A2O-BAF、厌氧好氧生物滤池、生物絮凝 与 BAF的组合 、化学氧

化与 BAF组合。这类方法增加了占地面积，加大了工艺操作的难度性。另一种是改变 BAF中水体流向，如折流 BAF、侧向流 BAF、交替 BAF，这类反应器虽然占地面积小，但是设计复杂，工艺成本高。

本实验采用 AO同步脱氮除磷原理，通过改变BAF沿程流速，开发出一种新型一体化反应器 ，即渐变流 BAF，它具有占地面积小，不易发生污泥膨胀，反冲洗次数少，易操作，适合我国不少中小型污水处理厂 的优点 。微生物 的生长、繁 殖受水 中 pH值影响很 大，对好 氧微生 物来说 ，进水 的 pH值在6．5—8．5之间较为适宜，硝化反应是一个耗碱过程，其适宜的 pH范围7．0—8．5，超出其适宜范围，硝化细菌的活性便急剧下降，降低氨氮的去除效果。郭春艳 9 认为，聚磷菌的适宜pH范围为7．0—8．0。本实验主要考察 pH对渐变流 BAF处理城市污水 中的化学需氧量 (COD )、氨氮(NH ．N)、总磷(TP)的去除率影响。

1 实验部分

1．1 材料与仪器

城市污水 ，取自重庆工商大学污水检查井中的污水 ，污水的水温在 2O一25℃ ，由于实验期 间重庆天气时晴时雨，导致所采集的城市污水浓度波动较大，原污水水质特点见表 1。微生物适宜的生活水温为 15—35℃，好氧微生物的代谢最佳温度为 20—37℃，本实验中水温波动不大，所以此次实验水温对实验结果不造成 巨大影响。曝气生物滤池中填，料为塑料填料，活性污泥，取自重庆市南岸区鸡冠石镇污水厂曝气池中的污泥 ，经过 7 d的培养后在 曝气生物滤池内驯化稳定后开始实验。

渐变流曝气生物滤池反应器是有机玻璃制成的，有效容积 21 L。反应器共 1个进水 口，2个曝气管，3个出水管，1个排泥管。实验中的曝气生物滤

池工艺流程见图 1。

1．2 实验方法

渐变流 BAF在挂膜期间同时打开两根曝气管，这样才能使得沉淀在容器底部的污泥中的微生物能够均匀分布到反应器。到生物膜达到稳定后，关闭曝气管2，使底部以下200 mm内主要为厌氧区或缺氧区，其余区域为好氧区。污水从反应器底部进水，最终出水从反应器上部流出。底部有排泥管一个，便于定期排泥。实验采用 AO同步脱氮除磷原理，原水从反应器底部进入，由上端出水口流出，气水比为 10：1，水流量为3 L／h，运行周期 7 h，进水方式为连续流进水。

1．3 分析方法

实验中所用 的原生活污水 的 pH为 7．84—8．59，为了考察进水 pH对反应器处理效果的影响，本实验采用氢氧化钠和硫酸对进水中的pH值进行调节，使 pH依次接近5，6，7，8，9调节后的 pH依次为 5．23，6．33，7．10，8．14，9．33，测定渐变流曝气生物滤池对 CODc 、NH，一N和 TP处理效果 ，实验监测项 目及分析方法见表 2。

2 结果与讨论

2．1 pH对渐变流 BAF去除 CODc 的影响

有机物是城市污水中的主要污染源之一 ，由于城市污水管网中的污水，随着不同的时间或天气，变化波动比较大，所以研究 pH对去除渐变流 BAF中COD 的去除影响具有重要 的指导意义。不同进水pH下的 COD 的进出水浓度及去除率见图2。

由图2可知 ，pH为 5—7时 ，反应器对 COD的去除率随着pH的升高而增加，其去除率在 60％ 一90％。当进水 pH为 7左右时，去除率最高，可达

90％，随后，在进水 pH为 7～9时对 COD。的去除率随着 pH值的升高而降低，其去除率在 70％ ～90％，实验过程中进水 COD口波动很大，但是出水相对稳定，平均浓度都保持在80 mg／L以下，说明反应器的纳污能力强。这可能是好氧微生物在 pH值为 6．5～8．5之间代谢良好的原因。

细胞膜内部主要呈弱碱性，虽然微生物降解有机物后产生 CO 和OH一，但是实验中的污水有机物含量不高，产生的CO，就不足以改变水体酸碱性，所以碱性条件下微生物的代谢差。当水体为酸性时，就会减弱细胞内的碱性状态，从而影响细菌代谢能力。所以，本实验渐变流 BAF去除 COD的最佳 pH为 6．8—8．3。

2．2 pH对渐变流 BAF去除 NH3-N的影响

渐变流 BAF的脱氮能力，主要通过氨化一硝化一反硝化过程来实现的，主要通过氨化菌 、硝化菌、反硝化菌的代谢作用，微生物生长受酸碱环境影响很大，不 同进水 pH下的 NHa-N的进 出水浓度及去除率见图 3。

由图3可知，当进水 pH为 7时，去除率最高，可达 96．7％ ，同时，进水 pH为 7～9时对 NH 一N的平均去除率在90％以上，pH为 5～6时的去除率在80％左右。这是因为硝化反应过程耗碱较多，因此碱性环境为硝化菌提供了适宜的生活环境，渐变流BAF去除 NH。一N的最佳条件为 6．9—9。

2．3 pH对渐变流 BAF去除 TP的影响

生物除磷是个比较棘手的问题 ，主要靠聚磷微生物的厌氧释磷，好氧吸磷的原理，不同进水 pH下TP的进出水浓度及去除率见图4。

由图4可知，pH对 TP的影响很大，当进水 pH为 7时，对 TP去除率最高，可达 52．9％，但是在酸性或碱性状态下，对 TP的去除都不理想，pH为5～6时对 TP的去除率在 25％ 一30％，pH为 8—9时的去除率仅在 15％ ～20％。这可能是 因为水体呈 酸性时影响聚磷菌吸收磷酸盐，水体呈碱性时，水中的碱性物质会 中和聚磷 菌所需 的能量 (乙酸、氢离子等)，所以渐变流 BAF去除 TP能力在中性最好。

3 结论

通过本实验可以看出 ，pH对渐变流曝气生物滤池去除城市污水中的 CODc 、NH，．N、TP存在较大的影响。

(1)pH为 7时，渐变流曝气生物滤池对城市污水中的pH为7时 TP去除率最高，分别可达 90％，96．7％ 。52．9％ 。

(2)pH为在 5—9范围内时，碱性条件下渐 变流曝气生物去除 COD 、NH，一N能力相对于酸性条件下好 ，去除 TP能力反之。

彭静博 ，方涛 ，钟成华 ，黄 ，冯换影 ，王法理