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摘要：针对进水COD低，总氮高的城市污水，通过投加乙酸钠作为外加碳源，有效去除总氮的试验研究，总结并分析实验数据，为污水厂的运行提供理论指导。数据表明：在C/N为6.25：1时，总氮从24.039降低到1.211mg/L；出水达到天津市地方标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB12/599-2015），费用较为经济。
关键词：乙酸钠；碳源；总氮；碳氮比
我国城市污水中的氮、磷浓度偏高，而COD浓度较低，BOD浓度则更低；城市污水处理厂在提标改造过程中，对总氮的要求越来越高，为保证出水总氮达标，需投加一定量的外源性碳源[1]。在外加碳源的选择上，甲醇成本较高、响应时间慢、具有一定的毒害作用；乙醇作为碳源时，反硝化速率不如甲醇高，但无毒性[2]；乙酸钠作为碳源可立即获得响应，可作为水厂运行过程中的应急处理使用；并且乙酸钠作为单一碳源时，对总氮去除能力更强[3]，因此，以乙酸钠为碳源进行投加实验，为污水处理厂的工艺调整和优化运行提供依据[4]。
1材料与方法
1.1 试验测定装置
试验测定装置主要采用JJ-4六联搅拌器（见图1）。其中，烧杯反应器有效容积为3L，直径150mm，高225mm，模拟缺氧池试验过程中，搅拌器转速设为25r/min，控制氧气溶入，模拟好氧池试验过程中，停止搅拌器，在各烧杯中放入一个曝气头（见图2），给活性污泥充氧。
图1 六联搅拌器 图2 增氧机及曝气头
1.2 试验原水
原水与污泥混合液：实验原水取自天津武清某城镇污水处理厂，该厂采用“改良A2/O+混凝过滤+消毒”的工艺。取水位置为生物反应池缺氧池前端，原水与二沉池回流污泥及回流硝化液已充分混合，与水厂运行情况完全吻合。
1.3 试验测定方法
（1）取原水与活性污泥混合后的液体，摇匀后，用量筒分别量取容积为2L的混合液，倒入标号为1-3#的烧杯中备用；
（2）将烧杯放在六联搅拌器下，称量不同质量的乙酸钠，打开搅拌器计时，缺氧搅拌时间为分别为2小时、3小时、3.5小时、4小时，之后停搅拌器，待污泥沉降后，用滤纸过滤100mL上清液，测其总氮、磷酸盐、硝酸盐氮及亚硝酸盐氮；
（3）取下搅拌器浆叶，将3个曝气头分别放入1-3#的烧杯中，调节气量至均匀，无污泥沉淀现象发生；6小时停止曝气，沉淀1.5小时后，用滤纸过滤100mL上清液，测其总氮、磷酸盐、硝酸盐氮及亚硝酸盐氮；
（4）乙酸钠投加量根据总氮值及碳氮比计算得出。
2、试验结果与分析
碳源实验共7次，起初碳源按5：1计，且原水BOD及出水TN计入碳氮比中，实验3次，效果均不理想，证明当以乙酸钠作为补充碳源时，在低投加量下不能有效强化生物滤池去除二沉池出水中的TN[5]。随后，增加碳源投加量，碳氮比中的总氮按原水总氮计算，忽略出水TN值，之后实验数据趋于理论值，去除总氮的效果也更明显。
图3 碳氮比6.25：1时各指标变化曲线（单位：mg/L）
2.1 试验结果
原水COD为70mg/L，总氮为24.039mg/L，1-3#烧杯投加量分别为0.5263g、1.0526g、1.5789g，故实际的C/N为6.25、12.5、18.75（注原水BOD未计入碳氮比）。
碳氮比6.25：1、12.5：1及18.75：1时，缺氧段及好氧段各停留时间下各指标的浓度变化，测定结果见图3、图4及图5。
图4 碳氮比12.5：1时各指标变化曲线（单位：mg/L）
图5 碳氮比18.75：1时各指标变化曲线（单位：mg/L）
2.2 碳源最佳投加量分析
原水COD为70mg/L，总氮为24.039mg/L，1-3#烧杯投加量分别为0.5263g、1.0526g、1.5789g，故实际的C/N为6.25、12.5、18.75（注原水BOD未计入碳源总量）。
3、试验总结
（1）投加乙酸钠，对去除总氮效果明显，在C/N为6.25：1、7.5：1时，效果非常明显，分别将总氮从24.039降低到1.211mg/L，以及从22.98降低到12.02mg/L；出水已达标，又较为经济；同时，与国内其他相关课题的论文比较，此碳氮比是最为接近的。
（2）以C/N比为6.25为例，在缺氧2小时、3小时、4小时后，对总氮数据一直在降，缺氧4小时时，从24.039mg/L降低到6.690mg/L，再进行好氧6小时沉淀1小时后总氮降低到1.211mg/L。
（3）在缺氧搅拌后，总氮、氨氮、硝酸盐氮都有减少，亚硝酸盐、磷酸盐明显增加，说明缺氧阶段进行了明显的反硝化反应，即在反硝化反应前期，伴随着硝酸盐氮的消失，亚硝酸盐氮逐渐积累并达到峰值[6]；其后亚硝酸盐氮继续被还原。
（5）在缺氧和好氧阶段后，去除总氮效果明显，但磷酸盐去除效果不理想，，深入研究在乙后序应做进一步试验酸钠投加量与磷酸盐去除之间的关系[7]。
参考文献：
[1]王洪贞，李 毅.不同外碳源对生物反硝化影响的研究[J].科学技术与工程，2013，13（19）：5728-5731
[2]袁敏，周琪，杨殿海，李树苑，张怀宇，何飞.乙酸钠为碳源时缺氧生物滤池深度脱氮研究[J].水处理技术，2008，（06）：23-25.
[3]罗 冠.碳源对静置/好氧/好氧SBR（SOA-SBR）脱氮除磷性能的影响[D]；湖南大学；2014年
[4]孙慧，郑兴灿，孙永利，等.外加碳源对改良A2/O工艺反硝化除磷的影响[J]；中国给水排水；2010，（13）：82-85.
论文作者:崔胜霞,孙逊,王庆玺,果柄桥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/4
标签：碳源论文; 乙酸论文; 搅拌器论文; 烧杯论文; 原水论文; 污泥论文; 亚硝酸盐论文; 《基层建设》2018年第9期论文;