FeSO4应用于SBBF强化除磷

季斌，朱雷，陈威，王健，杨开

(1.武汉科技大学 城市建设学院，武汉 430065；2.武汉大学 土木建筑工程学院，武汉430072)



FeSO4应用于SBBF强化除磷

季斌1，朱雷1，陈威1，王健1，杨开2

(1.武汉科技大学 城市建设学院，武汉 430065；2.武汉大学 土木建筑工程学院，武汉430072)

摘要：序批式生物膜滤池(SBBF)是基于序批式生物膜法的改进污水处理新型工艺，针对SBBF处理城市污水的除磷的效果较差的弊端，通过直接投加FeSO47H2O到反应体系实现协同除磷，使得该工艺能够较好地应用于污水脱氮除磷。Fe(Ⅱ)的投加量从0.03～0.3mM进行协同除磷试验，结果表明0.2mM的Fe(Ⅱ)投加可为有效投加量。进一步将0.2mM的Fe(Ⅱ)在进水阶段后投加到反应体系，稳定运行1个月，发现出水的TP稳定保持在0.5mg/L以下，而COD和氮的去除基本不受影响。-N、TN和TP的平均去除率分别为84.9%、83.2%、46.3%和88.2%。反应器出水的各项指标均稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A排放标准。

关键词：序批式生物膜滤池；协同除磷；混凝剂；城市污水

序批式生物膜滤池(sequencingbatchbiofilmfilter)是序批式生物膜法和生物滤池的有效结合，通过接触氧化和过滤作用从而达到去除污染物的目的[1-2]。之前的研究表明[3]，序批式生物膜滤池通过同步硝化反硝化作用脱氮的效果较好, 由于大量的异养微生物的生长代谢可获得较高的有机物的去除率。但是SBBF通过反硝化除磷作用和反冲洗过程排泥而达到除磷的效果，出水的TP的浓度基本上达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级A标准的要求[1-2, 4]。膜法除磷主要是依靠生物膜的脱落，然后排放到反应系统外来达到除磷目的[5]，较长的SRT也不利于生物除磷。

化学除磷是利用化学药剂将水中溶解性的磷变为非溶解性的磷，而化学协同除磷是将化学混凝剂直接投加在生物反应池中[6]，使溶解性有机磷由水中析出而沉淀或过滤分离[7]，是一种简单有效的强化除磷的方法。这就需要采用化学协同除磷的方法来进一步提高SBBF对磷的去除作用。铁盐和铝盐被广泛运用于强化反应器磷的去除[8-11],由于铁盐比铝盐对微生物毒性更小，且硫酸亚铁价格相对低廉,本研究采用FeSO47H2O对SBBF进行强化协同除磷，旨在探索其投加方式，投加量及对污染物去除效果的研究。

1试验材料与方法

1.1试验装置

SBBF装置见图1所示。反应器采用有机玻璃制造，有效高度3.5m，内径0.235m。底部为0.5m集水区，在集水区上面是具有曝气盘和长柄滤头，其中,曝气盘上开有数十个0.9mm直径的曝气孔，曝气盘上面依次是1.1m的无烟煤滤料(直径1～2mm，真实密度1 500kg/m3)和1.7m的高分子复合物生物带填料(4mm厚，40mm宽，真实密度800kg/m3，30 000m2/m3的比表面积)，进水口在填料的上部，每周期处理的水量通过浮球阀进行自动控制(H1-H2)。

图1　SBBF实验装置图Fig.

通过控制柜来自动控制装置运行，反应器装置的运行方式为间歇进水，间歇出水。原水通过管道进水泵到反应器，混合静置30min，曝气70min沉淀10min，静置过滤出水从而进入下一个周期。出水的初始滤速控制在5m/h左右，控制气阀使得水中DO保持在2～3mg/L，通过控制每周期的水量使得HRT为10h，通过反冲洗排泥使SRT控制在60d左右。

1.2投药方案

在最佳工艺参数条件下，SBBF对有机物和氮素的去除效果很高，但对磷的去除效果的欠缺，将FeSO47H2O用10mL纯水溶解后，在进水阶段结束后的3min内，直接投加到反应器，在得出最佳投药量之后，试验一个月。选择每日正午的进水和出水来测定氮磷和COD等指标。由于混凝剂的投加使得反应器的产泥量增多，SBBF的反冲洗周期从5d左右减少到3d左右。

1.3试验水质及方法

表1　SBBF进水水质指标

2结果与讨论

FeSO47H2O的投加量从0.03～0.3mM，取样并测定各项水常规指标。FeSO47H2O投加量如表2所示，图2为不同浓度FeSO47H2O投加量下进水和出水的总磷浓度。由图2可知，当FeSO47H2O达到0.2mM及以上的时候，出水总磷均在0.5mg/L以下，综合考虑污染物去除效果和经济因素，FeSO47H2O的投加量确定为0.2mM。

表2　不同浓度FeSO47H2O投加量方案

图2　不同浓度FeSO47H2O投加对TP去除效果的影响Fig.2　Impact of varied concentrations of FeSO47H2O on TP removal

对其效果进一步评价，将FeSO47H2O投加量稳定在0.2mM一个月时间，每隔一天取样测定各项水质指标。进出水总磷、总氮、氨氮和生化需氧量的结果分别如图3～6所示。

图3　FeSO47H2O投加对COD的去除效果的影响Fig.3　effect of FeSO47H2O addition on COD removal

图4　FeSO47H2O投加对的去除效果的影响Fig.4　effect of FeSO47H2O addition on

图5　FeSO47H2O投加对TN的去除效果的影响Fig.5　effect of FeSO47H2O addition on TN removal

图6　FeSO47H2O投加对TP的去除效果的影响Fig.6　effect of FeSO47H2O addition on TP removal

3结论

1)针对SBBF除磷效果差的特点，成功运用硫酸亚铁直接投加到反应体系进行强化脱氮除磷。

2)硫酸亚铁的用量为0.2mM,可使得SBBF出水的TP在0.5mg/L以下，而有机物和氮的去除基本不受影响。

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(编辑胡玲)

EnhancedphosphorusremovalinaSBBFbyusingferroussulfate

JiBin1,ZhuLei1,ChenWei1,WangJian1,YangKai2

(1.SchoolofUrbanConstruction,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430065,P.R.China；2.SchoolofCivilEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072,P.R.China)

Abstract:AsequencingbatchbiofilmfilterwasanoveltechnologybasedonSBBR.Asthesequencingbatchbiofilmfilterwasnotefficientforphosphorusremovalinthetreatmentofdomesticsewage,FeSO47H2OwasaddedtotheSBBFinordertoachievechemicalaidedbiologicalphosphorusremoval,whichwasmeaningfulfornitrogenandphosphorusremovalinwastewatertreatment.WhenconcentrationsofFe(Ⅱ)variedfrom0.03to0.3mM,itindicatedthat0.2mMFe(Ⅱ)mightbeaproperdosage.When0.2mMFe(Ⅱ)wasaddedtothebioreactorattheendofinfluentphaseforonemonth,theeffluentTPremainedstableatbelow0.5mg/L,andtheremovalofCODandnitrogenwerenotaffected.Theaverageremovalefficienciesof-N、TNandTPwere84.9%、83.2%、46.3%and88.2%，respectively.TheparametersofreactoreffluentwerestabletoachievetheAstandard“dischargestandardofpollutantsformunicipalwastewatertreatmentplant(GB18918—2002)”.

Keywords:sequencingbatchbiofilmfilter;chemicalaidedbiologicalphosphorusremoval;coagulant;domesticsewage

doi:10.11835/j.issn.1674-4764.2016.03.008

收稿日期：2016-01-12

基金项目：湖北省教育厅中青年人才项目(Q20161116);国家科技支撑计划(2014BAL04B04)；武汉科技大学青年科技骨干培育计划(2016XZ033)

作者简介：季斌(1987-)，男，主要从事污水处理工艺及环境微生物学研究，(E-mail)binji@wust.edu.cn。

Foundationitem：YouthFoundationbyHubeiMinistryofEducation(No.Q20161116);NationalScienceandTechnologyPillarProgram(No. 2014BAL04B04)；ThePlanforOutstandingYoungTeachersofWUST(No. 2016XZ033)

中图分类号：X703

文献标志码：A

文章编号：1674-4764(2016)03-0053-05

Received:2016-01-12

Authorbrief：JiBin(1987-),maininterests:wastewatertreatmentprocessandenvironmentalmicrobiology,(E-mail)binji@wust.edu.cn.