侯建威
中国能源建设集团广东火电工程有限公司
摘要：本次SBR一体化污水处理设备在农村生活污水处理中的应用研究，以南雄市全安镇大坪村大坪小学一体化污水处理设备为研究对象，探究实践了污水处理生物调试方法和调试完成后设备对污水处理的实际效果，得到以下结论：SBR一体化污水处理设备对农村生活污水CODcr、氨氮、总磷、总氮去除率分别为81.1%、62.6%、74.7%、58.8%，均有较明显的处理效果。
关键词：SBR工艺、一体化污水处理设备、农村污水处理、污水处理生物调试
1 前言
农村生活污水主要来自于农村厕所冲洗水、厨房洗涤废水、洗衣洗澡排水以及其他生活过程中的排水，其成分组成与工业废水相比较为简单。农村生活污水中的主要成分由有机物、氮、磷组成，其中有机物的含量较高，氨氮的浓度也相对偏大，生活污水的可生化性高，同时重金属和有害污染物的成分微小，因此在农村生活污水处理中选用的工艺一般为生物处理工艺，其中活性污泥法在农村生活污水处理过程中应用较为普遍。
2 生物处理污水机制及SBR一体化污水处理工艺
2.1 污水生物处理
（1）好氧生物处理：微生物利用污水中存在的有机污染物为底物进行好氧代谢，高能位的有机物经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低位能的无机物稳定，达到无害化处理。
.png)
图2 厌氧生物处理有机物转化示意图
（3）生物脱氮：生物脱氮是指含氮化合物经过微生物氨化、硝化、反硝化后，转变为N2而被去除的过程。
氨化反应： RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH3
RCHNH2COOH+H2O→RCHOHCOOH+NH3
硝化反应： NH4++2O2→NO3-+2H++H2O+ΔE
反硝化反应：在缺氧条件下，NO2-和NO3-在反硝化细菌的作用下被还原为氮气的过程。
.png)
（4）生物除磷：在厌氧-好氧或厌氧缺氧交提运行的系统中，利用聚磷微生物具有厌氧释磷及好氧（或缺氧）超量吸磷的特性，是好氧或缺氧段中混合液磷的浓度大量降低，最终通过排放含有大量富磷污泥而达到污水中除磷的效果。
2.2 SBR一体化污水处理设施工艺
SBR一体化污水处理设施工艺是按间歇曝气方式来运行的污水处理技术，与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分工的操作方式代替空间分割的操作方式，非稳定生化反应代替稳态生态反应，静置理想沉淀代替传统的动态沉淀。主要工艺流程见图：
.png)
图3 SBR污水工艺流程示意图
SBR污水处理工艺具体运行状态与功能：进水阶段，搅拌（厌氧状态释放磷）→反应阶段，曝气（好氧状态降解有机物、硝化与摄取磷）→沉淀（缺氧状态反硝化脱氮、排泥除磷）→排水阶段→闲置阶段。
3 材料与方法
3.1 生物调试方法
① 清水引入：引入一体化污水处理设施容积3/4体积的自来水或河流水进入设施。
② 活性污泥菌种投加：向一体化污水处理设施内加入15Kg/吨水的干泥活性污泥菌种（生活污水处理厂产生的剩余污泥）。
③ 营养物投加：投加葡萄糖将COD调节至约300mg/L，并按COD:N:P=100:5:1的比例投加尿素、磷酸二氢钾。（1gCOD=1.06g葡萄糖，1gN=2.14g尿素，1gP=5.26g磷酸二氢钾）
④ 曝气激活：连续启动风机曝气2天。
⑤ 水质分析：取样检测分析设施水体的COD、氨氮、总磷指标。
⑥ 营养物投加：根据分析结果投加葡萄糖将COD调节至约200mg/L，并按COD:N:P=100:5:1的比例投加尿素、磷酸二氢钾。
⑦ 调节曝气：使用溶解氧仪通过调节曝气量和曝气时间，将溶解氧控制在2-3mg/L，反应1天。
⑧ 重复操作：每天重复⑤⑥⑦步骤，连续培养5-7天。
⑨ 培养成熟：一体化污水处理设施对投加葡萄糖的COD去除率达80%以上，标志活性污泥培养基本成熟。
⑩ 污水引入：换取1/4生活污水进入设施。
水质分析：取样检测分析设施水体的COD、氨氮、总磷指标。
营养物投加：根据分析结果投加葡萄糖将COD调节至约200mg/L，且适量投加尿素、磷酸二氢钾。
调节曝气：使用溶解氧仪通过调节曝气量和曝气时间，将曝气时溶解氧控制在2-3mg/L，缺氧反硝化阶段的溶解氧小于0.5mg/L，厌氧释磷阶段溶解氧小于0.3mg/L，且风机曝气时间与静止时间比例为3：1，确保生物脱氮除磷。
重复操作：每天重复11、12、13步骤，逐步增加污水量到设计流量，连续驯化5-7天。
达标排放：一体化污水处理设施对生活污水的COD、氨氮、总磷去除率达80%以上，出水达标排放。
持续培养：按调节的曝气时间和流量持续运行5-10天。
填料挂生物膜：每天观察一体化设备内填料情况，如填料上长了橙黄色或橙黑色的一层粘状物，即为培养好的生物膜。
3.2营养物投加调试
微生物需要从环境中摄取自身生存所需必需的各种物质，其中主要的营养物质是碳、氮、磷等，是微生物细胞化学成分的骨架。营养物投加是调试培养活性污泥的重要项目，碳源是微生物生长的主要能量来源，在调试培养活性污泥时期，需保持提供充足的碳源，但投加的源过多也会反之抑制好氧微生物生长，根据进水水质分析，将投加碳源后设施水体浓度控制在和进水相近，这样在保持足够碳源的同时，也能使微生物系统更快适应进水水质。
.png)
图4 南雄市全安镇大坪小学一体化设备调试COD浓度
在调试培养活性污泥过程中氮、磷投加量不足，将直接造成活性污泥浓度提升困难，但氮、磷投加过多，活性污泥不能全部利用，会使处理水体滋长青苔或藻类等水体富营养化现象，且使微生物系统生物相变化，生长对不具备污水降解能量的生物，降低污水处理效果。本研究在调试培养活性污泥初期，按微生物生长需求投加尿素和磷酸二氢钾，生活污水本身富含氮磷元素，在更换污水调试时期，减少和不添加氮源磷源。
.png)
3.3调节曝气
曝气时间和曝气风量控制是SBR一体化污水处理工艺重点和难点，在污水处理过程的好氧生物处理、厌氧生物处理、生物脱氮除磷都在一个SBR生物反应池内完成，根据各生物处理过程的溶解氧需求，曝气时溶解氧控制在2-4mg/L，缺氧反硝化阶段的溶解氧小于0.5mg/L，厌氧释磷阶段溶解氧小于0.3mg/L，通过使用溶解氧仪调节曝气时间和曝气风量，控制工艺流程，确保各项污水指标得到有效处理。
2020年7月19日，对南雄市全安镇大坪小学一体化设备调试，使用溶解氧仪通过调节曝气量和曝气时间。具体调试过程见表1：
.png)
结果表示，污水各项污染物指标处理都有明显处理效果，CODcr、氨氮、总磷、总氮去除率分别为81.1%、62.6%、74.7%、58.8%，且达到《农村生活污水处理排放标准》的一级标准。
4结论
本次SBR一体化污水处理设备在农村生活污水处理中的应用研究，以南雄市全安镇大坪村大坪小学一体化污水处理设备为研究对象，探究实践了污水处理生物调试方法和调试完成后设备对污水处理的实际效果，得到以下结论：SBR一体化污水处理设备对农村生活污水CODcr、氨氮、总磷、总氮去除率分别为81.1%、62.6%、74.7%、58.8%，均有较明显的处理效果。
5 参考文献
[1]王妮娜，郑立柱．农村生活污水处理技术［J］．广州环境科学，2011，26 ( 2) : 46－48．
[2]张列宇，王晓伟，席北斗，等．分散型农村生活污水处理技术研究［M］． 北京: 中国环境科学出版社，2014
[3]国家环境保护总局．水和废水监测分析方法［M］．4版．北京: 中国环境科学出版社，2002．
[4]赵丽君，方芳，郭劲松，等．溶解氧对SBＲ脱氮性能与脱氮方式的影响 ［J］．环境工程学报，2015，9( 3) : 1148－1154．
[5]曾凡亮，罗先桃．分光光度法测定水样的色度［J］．工业水处理，2006，26 ( 9) : 69－72，77．
[6]赵 利 . 日本分散型污水处理技术的启示及应用 [J]. 现代农业科技，2016，（5）：219-220.