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【摘 要】 针对碳氮比小于7的污水碳源不能满足硝化与反硝化的要求这一问题，通过改变SBR的运行方式、调解工艺参数等技术手段，使其能够处理碳氮比在4-5之间的工业废水。并通过某淀粉厂的工程实例验证，采用改良的SBR工艺可以对低碳高氮污水进行有效的处理。
【关键词】 低碳高氮；污水处理；应用技术
引言：
伴随着城市化和工业化的快速发展，城市污水中污染物组分组成的复杂程度也有相应的增加。对于工业污水而言，化工、有色、石化、农副食品、纺织等行业是NH4+-N污染排放的排放量占工业排放总量的85%以上。污水中出现低C高N问题大都表现在以下5个方面：食品行业；畜禽养殖业；化工行业；含蛋白质高浓度有机污水厌氧处理后段；城市污水进水，由于水量大、含蛋白质量大的高浓度污水经点源处理后也会造成NH4+-N偏高，C/N比比例失调。
实验器材与装置
本实验装置为一台容积为60L的SBR反应器和容积为100L的调节池，首先用SBR反应器的污泥进行驯化，而后通过控制碳氮比，调解pH值，改变曝气方式和增加搅拌装置等工艺参数上的变化来寻找处理此类污水的最佳运行参数。
1、实验器材
本实验研究分为实验室静态试验和现场工业动态试验相结合，探讨SBR法处理工艺的脱
2、氮及影响因素分析
（1）小试装置
SBR小试装置一个运行周期为8h，每周期进水量为20L。原水经格栅进入调节池，然后泵入SBR反应池，进水量由流量计控制，反应池底部设有曝气管，进行布气，空压机进行曝气，曝气量由空气流量计控制，出水由电磁阀控制。现场工业动态实验：选取某淀粉厂作为实验对象，其污水排放量为1000t/d。
（2）水处理工艺为
污水经沉淀池后进入调节池，在调节池中加入Ca（OH）2调节污水pH值后，进入二级厌氧UASB反应器中进行厌氧生化处理。污水中大部分的COD在此得到降解，降解后污水经高位水箱沉淀后外排。
3、实验结果与讨论
由于原有的污水处理设施保持较完好，出水水质稳定，因此，不需要改变原淀粉厂的污水处理工艺，只需在原有设施基础上增加后续处理单元，使污水进一步处理后达标排放。目前，国内外淀粉污水处理采用厌氧工艺的很多，但由于厌氧工艺的出水NH4+-N浓度仍然较高，这就是典型的高氮低碳污水，基于以上所以选择了对NH4+-N有很好处理效果的SBR工艺作为后续好氧处理单元.
SBR工艺设备：回流泵8台，蝶阀4个，回流排泥泵4台，滗水器4台。全部实验设备联动通水后，在SBR池内投加了12t活性污泥进行活性驯化，每天进行常规的指标检测（DO、COD、NH4+-N、SV30）。
由上图看出投泥驯化25d后，发现水质指标始终得不到改善，这与最初的设计要求有一定距离，还没有进入应有的生化发展顺序。为此对污水站的运行情况进行了研究分析并提出调整方案。
根据进出SBR池污水的COD和NH4+-N化验结果和污泥性状，认为出现当前这种状况主要是由进的碳氢化合物浓度太低而NH4+-N太高，即C/N<1严重失调所致（传统生物脱氮的养殖水生植物养鱼浇灌蔬菜牧草污泥定期清运至种植场做肥料SBR反应池消毒水生植物明渠3C/N>7）。由于有机碳源及电子供体的有机物极度缺乏，运行程序上又没有进行反硝化的缺氧运行过程，致使生成的亚硝酸盐和硝酸盐不能及时的被还原成N2排除，造成亚硝酸根积累，这不仅造成出水COD去除率低而且还抑制了NH4+-N的进一步硝化，所以虽然进水的碱度够，DO也够，但出水NH4+-N仍75mg/L左右，根据这种情况我们提出2个方案。
（1）在厌氧池入口设置一台提升泵，将高COD含量污水打入SBR池前的高位槽，使COD浓度低于3000mg/L。此种方案为外加碳源来改善污水生化性能。
（2）通过调整运行周期使脱氮反应效果更佳明显。SBR池的运行周期调整为2h回流曝气，1.5h停曝气，1.5h回流，2h再曝气，1h沉降，1h滗水。工艺调整后的继续调试继续进行，坚持采样分析，污泥性状逐渐恢复，颜色由浅变深，SV值增至30%-45%左右，污泥沉降性能加强，好氧段曝气产生泡沫减少，在厌氧段可以观察到氮气的溢出，水质明显得到改善，经过水质采样检测COD和NH4+-N均持续下降，最终达标，调试过程结束。对接工程进入稳定运行阶段。运行数据采集如下（每周一次采样分析）：如图
由上图表明，工艺调整后SBR工艺能够处理更低的C/N污水，并且处理效果更明显。同时，我们在调整运行方式时总结经验，发现在NH4+-N的去除途径上不单是硝化——反硝化的方式，其中在曝气段同时具备短程硝化反硝化反应，在缺氧段同时具有厌氧氨氧化反应等多种途径，因此我们在接下来的试验中对此进行了重点研究，通过分析我们得出了对于高氮低碳的污水采用SBR法处理技术脱氮的可行性于脱氮方式的理论研究，以及影响脱氮效果的各种影响因素分析。
实验用水采自污水处理项目现场的SBR池内好氧污水，外加碳源采用对接项目调节池出水（进UASB前的高浓度原水），所用污泥取自好氧池回流污泥，并经筛选、活化、培养、驯化后使用。通过调整高浓度原水的加量，控制SBR实验用水C/N比在1-3、4-5、7-9的范围内。分析不同C/N比污水在相同运行方式下的處理效果。本实验按3种C/N比范围，由低到高分别进行。每种C/N比范围分析10组SBR处理前后的水质，每天分析一次，实验数据见下图。
由上图看出，对于SBR处理工艺来说不同的C/N比值对于NH4+-N的去除率也不同，当C/N比值小于3时，NH4+-N去除率在60%-70%之间，提高困难；当C/N比值在4-5之间时，NH4+-N去除率在94%左右，效果稳定；当C/N比值大于8时，NH4+-N去除率在能达到96%左右，但是进一步提高不明显，因此，再考虑到外加碳源成本时，SBR经济的运行条件是C/N在4～5之间即可。 （1）1pH值对脱氮影响分析
pH值在废水处理过程中是一个非常重要的环境条件，其对生物处理过程的影响主要有2个方面：pH会影响细胞内电解质平衡，直接影响微生物的生存状态；pH还会影响溶液中基质或抑制物的浓度，间接影响微生物活性。在污水处理过程中，微生物生长的pH的范围是4.0-9.0，一般认为最佳范围是6.5-7.5，因此试验选择了6.5-7.5、7.5-8.5、8.5-9.53个测试范围，采样时间为一个运行周期8h，见下图。
由上图看出pH值对NH4+-N的去除率影响比较大，随着pH值的逐渐升高NH4+-N的去除率也逐渐增加，当pH值大于8.5时，NH4+-N的去除率增加缓慢。结果显示脱氮微生物与传統活性污泥法的微生物生物特性稍有不同，在NH4+-N的去除率在6.5-8.5范围内，随着pH的升高而迅速提升，说明中性或微碱性条件下，微生物活性高，反应过程迅速。但当pH进一步升高时，去除率降低，说明硝化菌对pH值非常敏感，过高pH值抑制反应进一步进行。而在反硝化反应的过程中，反硝化细菌将硝酸氮和亚硝酸氮还原为氮气，在反应过程中产生一定的碱度，反硝化细菌的最适宜pH值7.0-8.5，因此可以得出在SBR系统中最佳的pH值控5制在7.5-8.5范围内。
（2）温度比对脱氮影响分析
温度是影响细菌活性的重要环境条件，只有在最适温度条件下，微生物才会表现出良好的生物活性，从而使反应顺利进行。并且东北地区一年中的大部分时间处于低温环境，冰冻期长达3-5个月，排水温度一般在，10℃左右。在活性污泥法处理污水中，为保证微生的正常生长，最佳水温应为25℃左右，因此温度问题也是本课题需要考虑的重要影响因素。SBR法处理低C/N比污水对于高浓度NH4+-N的去除主要是利用污水的硝化和反硝化反应。在脱氮的过程中，硝化细菌对环境条件变化十分敏感，在脱氮过程中，硝化细菌对环境条件的变化非常敏感，在5-30℃硝化细菌的活性受温度影响很大，一般情况随温度的升高，其反硝化速率增大。当温度降到5℃以下时，硝化作用基本停止。温度的改变对活性污泥的吸附性能&沉降性能&微生物生长发育等有显著的影响。从对接项目的实际工程来看，当温度低于15℃时，硝化反应基本停止，当温度在25-30℃之间时，硝化反应速率最大。
结束语
碳高氮污水由于污水有机物含量偏低，其本身所能提供的碳源不能满足硝化和反硝化的要求，因此造成出水NH-N不能达标，这使得采用传统生物脱氮工艺处理低C/N污水时遇到较大困难。本文通过控制DO、水温、曝气时间等参数，运用SBR法可以处理此类废水。
参考文献：
[1]周彦，濮文虹，杨昌柱，等.自生生物动态膜反应器处理低碳氮比污水的研究[J].环境污染与防治，2007，29（4）：293-296.
[2]周彦.自生生物动态膜反应器处理高氨氮、低碳氮比污水的研究[D].武汉：华中科技大学，2006.
【关键词】 低碳高氮；污水处理；应用技术
引言：
伴随着城市化和工业化的快速发展，城市污水中污染物组分组成的复杂程度也有相应的增加。对于工业污水而言，化工、有色、石化、农副食品、纺织等行业是NH4+-N污染排放的排放量占工业排放总量的85%以上。污水中出现低C高N问题大都表现在以下5个方面：食品行业；畜禽养殖业；化工行业；含蛋白质高浓度有机污水厌氧处理后段；城市污水进水，由于水量大、含蛋白质量大的高浓度污水经点源处理后也会造成NH4+-N偏高，C/N比比例失调。
实验器材与装置
本实验装置为一台容积为60L的SBR反应器和容积为100L的调节池，首先用SBR反应器的污泥进行驯化，而后通过控制碳氮比，调解pH值，改变曝气方式和增加搅拌装置等工艺参数上的变化来寻找处理此类污水的最佳运行参数。
1、实验器材
本实验研究分为实验室静态试验和现场工业动态试验相结合，探讨SBR法处理工艺的脱
2、氮及影响因素分析
（1）小试装置
SBR小试装置一个运行周期为8h，每周期进水量为20L。原水经格栅进入调节池，然后泵入SBR反应池，进水量由流量计控制，反应池底部设有曝气管，进行布气，空压机进行曝气，曝气量由空气流量计控制，出水由电磁阀控制。现场工业动态实验：选取某淀粉厂作为实验对象，其污水排放量为1000t/d。
（2）水处理工艺为
污水经沉淀池后进入调节池，在调节池中加入Ca（OH）2调节污水pH值后，进入二级厌氧UASB反应器中进行厌氧生化处理。污水中大部分的COD在此得到降解，降解后污水经高位水箱沉淀后外排。
3、实验结果与讨论
由于原有的污水处理设施保持较完好，出水水质稳定，因此，不需要改变原淀粉厂的污水处理工艺，只需在原有设施基础上增加后续处理单元，使污水进一步处理后达标排放。目前，国内外淀粉污水处理采用厌氧工艺的很多，但由于厌氧工艺的出水NH4+-N浓度仍然较高，这就是典型的高氮低碳污水，基于以上所以选择了对NH4+-N有很好处理效果的SBR工艺作为后续好氧处理单元.
SBR工艺设备：回流泵8台，蝶阀4个，回流排泥泵4台，滗水器4台。全部实验设备联动通水后，在SBR池内投加了12t活性污泥进行活性驯化，每天进行常规的指标检测（DO、COD、NH4+-N、SV30）。
由上图看出投泥驯化25d后，发现水质指标始终得不到改善，这与最初的设计要求有一定距离，还没有进入应有的生化发展顺序。为此对污水站的运行情况进行了研究分析并提出调整方案。
根据进出SBR池污水的COD和NH4+-N化验结果和污泥性状，认为出现当前这种状况主要是由进的碳氢化合物浓度太低而NH4+-N太高，即C/N<1严重失调所致（传统生物脱氮的养殖水生植物养鱼浇灌蔬菜牧草污泥定期清运至种植场做肥料SBR反应池消毒水生植物明渠3C/N>7）。由于有机碳源及电子供体的有机物极度缺乏，运行程序上又没有进行反硝化的缺氧运行过程，致使生成的亚硝酸盐和硝酸盐不能及时的被还原成N2排除，造成亚硝酸根积累，这不仅造成出水COD去除率低而且还抑制了NH4+-N的进一步硝化，所以虽然进水的碱度够，DO也够，但出水NH4+-N仍75mg/L左右，根据这种情况我们提出2个方案。
（1）在厌氧池入口设置一台提升泵，将高COD含量污水打入SBR池前的高位槽，使COD浓度低于3000mg/L。此种方案为外加碳源来改善污水生化性能。
（2）通过调整运行周期使脱氮反应效果更佳明显。SBR池的运行周期调整为2h回流曝气，1.5h停曝气，1.5h回流，2h再曝气，1h沉降，1h滗水。工艺调整后的继续调试继续进行，坚持采样分析，污泥性状逐渐恢复，颜色由浅变深，SV值增至30%-45%左右，污泥沉降性能加强，好氧段曝气产生泡沫减少，在厌氧段可以观察到氮气的溢出，水质明显得到改善，经过水质采样检测COD和NH4+-N均持续下降，最终达标，调试过程结束。对接工程进入稳定运行阶段。运行数据采集如下（每周一次采样分析）：如图
由上图表明，工艺调整后SBR工艺能够处理更低的C/N污水，并且处理效果更明显。同时，我们在调整运行方式时总结经验，发现在NH4+-N的去除途径上不单是硝化——反硝化的方式，其中在曝气段同时具备短程硝化反硝化反应，在缺氧段同时具有厌氧氨氧化反应等多种途径，因此我们在接下来的试验中对此进行了重点研究，通过分析我们得出了对于高氮低碳的污水采用SBR法处理技术脱氮的可行性于脱氮方式的理论研究，以及影响脱氮效果的各种影响因素分析。
实验用水采自污水处理项目现场的SBR池内好氧污水，外加碳源采用对接项目调节池出水（进UASB前的高浓度原水），所用污泥取自好氧池回流污泥，并经筛选、活化、培养、驯化后使用。通过调整高浓度原水的加量，控制SBR实验用水C/N比在1-3、4-5、7-9的范围内。分析不同C/N比污水在相同运行方式下的處理效果。本实验按3种C/N比范围，由低到高分别进行。每种C/N比范围分析10组SBR处理前后的水质，每天分析一次，实验数据见下图。
由上图看出，对于SBR处理工艺来说不同的C/N比值对于NH4+-N的去除率也不同，当C/N比值小于3时，NH4+-N去除率在60%-70%之间，提高困难；当C/N比值在4-5之间时，NH4+-N去除率在94%左右，效果稳定；当C/N比值大于8时，NH4+-N去除率在能达到96%左右，但是进一步提高不明显，因此，再考虑到外加碳源成本时，SBR经济的运行条件是C/N在4～5之间即可。 （1）1pH值对脱氮影响分析
pH值在废水处理过程中是一个非常重要的环境条件，其对生物处理过程的影响主要有2个方面：pH会影响细胞内电解质平衡，直接影响微生物的生存状态；pH还会影响溶液中基质或抑制物的浓度，间接影响微生物活性。在污水处理过程中，微生物生长的pH的范围是4.0-9.0，一般认为最佳范围是6.5-7.5，因此试验选择了6.5-7.5、7.5-8.5、8.5-9.53个测试范围，采样时间为一个运行周期8h，见下图。
由上图看出pH值对NH4+-N的去除率影响比较大，随着pH值的逐渐升高NH4+-N的去除率也逐渐增加，当pH值大于8.5时，NH4+-N的去除率增加缓慢。结果显示脱氮微生物与传統活性污泥法的微生物生物特性稍有不同，在NH4+-N的去除率在6.5-8.5范围内，随着pH的升高而迅速提升，说明中性或微碱性条件下，微生物活性高，反应过程迅速。但当pH进一步升高时，去除率降低，说明硝化菌对pH值非常敏感，过高pH值抑制反应进一步进行。而在反硝化反应的过程中，反硝化细菌将硝酸氮和亚硝酸氮还原为氮气，在反应过程中产生一定的碱度，反硝化细菌的最适宜pH值7.0-8.5，因此可以得出在SBR系统中最佳的pH值控5制在7.5-8.5范围内。
（2）温度比对脱氮影响分析
温度是影响细菌活性的重要环境条件，只有在最适温度条件下，微生物才会表现出良好的生物活性，从而使反应顺利进行。并且东北地区一年中的大部分时间处于低温环境，冰冻期长达3-5个月，排水温度一般在，10℃左右。在活性污泥法处理污水中，为保证微生的正常生长，最佳水温应为25℃左右，因此温度问题也是本课题需要考虑的重要影响因素。SBR法处理低C/N比污水对于高浓度NH4+-N的去除主要是利用污水的硝化和反硝化反应。在脱氮的过程中，硝化细菌对环境条件变化十分敏感，在脱氮过程中，硝化细菌对环境条件的变化非常敏感，在5-30℃硝化细菌的活性受温度影响很大，一般情况随温度的升高，其反硝化速率增大。当温度降到5℃以下时，硝化作用基本停止。温度的改变对活性污泥的吸附性能&沉降性能&微生物生长发育等有显著的影响。从对接项目的实际工程来看，当温度低于15℃时，硝化反应基本停止，当温度在25-30℃之间时，硝化反应速率最大。
结束语
碳高氮污水由于污水有机物含量偏低，其本身所能提供的碳源不能满足硝化和反硝化的要求，因此造成出水NH-N不能达标，这使得采用传统生物脱氮工艺处理低C/N污水时遇到较大困难。本文通过控制DO、水温、曝气时间等参数，运用SBR法可以处理此类废水。
参考文献：
[1]周彦，濮文虹，杨昌柱，等.自生生物动态膜反应器处理低碳氮比污水的研究[J].环境污染与防治，2007，29（4）：293-296.
[2]周彦.自生生物动态膜反应器处理高氨氮、低碳氮比污水的研究[D].武汉：华中科技大学，2006.