近年來我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化問題頻繁暴發(fā)，其中氮、 磷為主要因素，對(duì)此我國(guó)針對(duì)氮、 磷制定出了更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn).然而在實(shí)際工程中，污水生物除磷普遍面臨碳源(COD)不足問題，導(dǎo)致EBPR(enhanced biological phosphorus removal)系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而出水水質(zhì)未能達(dá)標(biāo)，另一方面，磷是人們?nèi)粘Ｉ钪?的自然資源，但在自然界中磷是起始于陸地歸于海洋的單向遷移.在此情況下，把磷從污水中去除轉(zhuǎn)變成回收利用已經(jīng)受到社會(huì)的廣泛關(guān)注.側(cè)流磷回收將SBR反應(yīng)器厭氧末期上清液按一定比例提取，剝奪EBPR系統(tǒng)中的磷等污染物，污泥系統(tǒng)中相應(yīng)的COD/P比有所上升，一定程度緩解了除磷與脫氮在碳源上的競(jìng)爭(zhēng)，并且化學(xué)反應(yīng)后可溶性磷酸鹽易于結(jié)晶析出，以純化學(xué)污泥形式(金屬沉淀物)排出系統(tǒng)，利于回收，且回收量大，將預(yù)防水體富營(yíng)養(yǎng)化和磷回收兩者結(jié)合一體.

　　溶解氧(DO)濃度是活性污泥法運(yùn)行中的重要因素，EBPR系統(tǒng)中，生物曝氣是zui大的耗能單元，調(diào)研結(jié)果表明曝氣成本占實(shí)際污水廠總運(yùn)營(yíng)支出的50%~80%且大部分污水廠存在過量曝氣現(xiàn)象，此情況下不僅增加曝氣成本，過曝氣也容易引發(fā)系統(tǒng)失效.若污水廠在低DO濃度條件下穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行，整個(gè)污水廠的能耗可降低10%左右.若能將側(cè)流磷回收與低好氧條件下的EBPR系統(tǒng)聯(lián)合起來，則在預(yù)防水體富營(yíng)養(yǎng)化和磷回收的基礎(chǔ)上又可大大節(jié)約污水生物除磷成本.

　　本研究在低DO濃度(DO=1mg·L-1)下的EBPR系統(tǒng)內(nèi)提取不同側(cè)流比(0、 1/4、 1/3、 1/2)厭氧上清液進(jìn)行磷回收，通過分析實(shí)施側(cè)流磷回收時(shí)主流系統(tǒng)的各項(xiàng)出水指標(biāo)及其相應(yīng)側(cè)流比磷回收率，探究低DO條件下EBPR系統(tǒng)與側(cè)流磷回收結(jié)合的可行性，并確定側(cè)流比.

　　1 材料與方法1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及運(yùn)行

　　實(shí)驗(yàn)所用SBR反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，總有效容積為5.4 L.在反應(yīng)器壁上的垂直方向設(shè)置一排間距10 cm的取樣口，用于取樣和排水，底部設(shè)有排泥口; 以黏砂塊作為微孔曝氣器，采用鼓風(fēng)機(jī)曝氣，氣量由轉(zhuǎn)子流量計(jì)調(diào)節(jié); 反應(yīng)器好氧段的溶解氧濃度采用帶有Labview軟件編程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)加以控制.實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1所示.

1. 原水水箱; 2. 蠕動(dòng)泵; 3. 攪拌裝置; 4. 黏砂塊曝氣頭; 5. 排泥口; 6.DO探頭; 7.Multi 3420在線測(cè)定儀;8. 計(jì)算機(jī); 9.控制系統(tǒng); 10.空氣壓縮機(jī); 11.流量計(jì); 12.蠕動(dòng)泵; 13. 水箱; 14.電磁閥

圖 1 SBR實(shí)驗(yàn)裝置示意

　　反應(yīng)器每天共運(yùn)行3個(gè)周期，每周期8 h，包括2 h厭氧(厭氧zui后15 min靜置沉淀，由此可將富磷上清液通過蠕動(dòng)泵按比例抽出0、 1/4、 1/3、 1/2側(cè)流比)，5 h好氧及1 h沉淀、 排水、 閑置.反應(yīng)器排水比1/3，污泥齡為10 d，實(shí)驗(yàn)溫度始終為16℃.厭氧末期聚磷菌充分釋磷，磷濃度為原污水磷濃度的數(shù)倍，因此在厭氧末期提取上清液并引入旁路進(jìn)行化學(xué)磷回收是一個(gè)有利的回收點(diǎn)，這與Kuba等[17]的觀點(diǎn)一致.引出上清液，配水中的鈣、 鎂離子濃度較高，投加NaOH調(diào)節(jié)pH(>9.0)后沉淀反應(yīng)40 min可實(shí)現(xiàn)磷回收[18].反應(yīng)器運(yùn)行工況見表 1，其中溶解氧為理論控制值，實(shí)際DO濃度因控制系統(tǒng)的滯后性略低于控制值.混合液懸浮固體濃度MLSS是系統(tǒng)的重要設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)，MLSS太高說明生化池中的活性污泥過剩，超出生化處理的需求而影響出水水質(zhì)，MLSS太低則說明生化池中的污泥負(fù)荷不夠，出水各項(xiàng)指標(biāo)將不達(dá)標(biāo)，因此，MLSS只有在合理范圍(2 500~4 000mg·L-1)之內(nèi)，系統(tǒng)才能正常運(yùn)行.由表 1可得，MLSS隨側(cè)流比的增大不斷減小，保持在2 700~3 600mg·L-1之間，系統(tǒng)MLSS波動(dòng)范圍正常.