EM用于SBR反应器处理生活污水

陈永祥， 程晓如， 邵青
（武汉大学土建学院， 湖北武汉430072）

　　摘　要： 重点讨论了有效微生物群(EM)在SBR反应器中对生活污水的COD、TP、NH₃-N和TN的去除效果。试验结果表明，当EM投量(V_EM/V_污水)为1/10000～1/1000时，能显著提高SBR对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率和降解速度；当EM投量(V_EM/V_污水)为1/100000～5/1000时，对TN的去除率随EM量的增加而逐渐提高；当EM投量为1/10000时，能显著缩短SBR的曝气时间并可节能降耗。
　　关键词：生活污水；SBR；有效微生物群；EM投量
　　中图分类号：X703
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)06-0048-03

　　从国内一些学者的蜒究来看，EM菌液具有去除污水中COD、氮、磷的功能[1]，但因其是水溶性液体，单独用来处理污水时去除率不高，出水难以达到排放标准。由于SBR工艺中厌氧和好氧状态在同一反应池内交替出现，因而使活性污泥中的微生物复杂多样[2]，这与EM菌群的生存环境相似。如果将EM引入SBR工艺，使EM菌群吸附在生物絮凝体表面，可能会提高处理效果。

1 试验装置及方法

1.1 试验装置
　　试验装置见图1。

　　采用4只塑料圆桶作反应器，每只内径为30cm，高度为40cm、有效容积为16L。反应器外侧设有5个排水口，底部设有排泥口，采用鼓风曝气，桶内设机械搅拌器。在试验过程中用溶解氧仪进行实时监测，使桶内DO在厌氧阶段为0.2～0.3mg/L左右，缺氧阶段为0.5mg/L左右。?
1.2 测定方法
　　COD：COD快速消解仪和比色仪；TN：碱性过硫酸钾消解，紫外分光光度法；NH₃-N：纳氏比色法；TP：磷钼酸铵比色法；DO：溶解氧仪；MLSS：蒸干称重法^[3]。
1.3 试验方法
　　试验用活性污泥取自武汉市东西湖啤酒厂污水处理站，经20d培养驯化后投入正式运行。原水为武汉大学居民区生活污水，水质见表1。EM由湖南长沙微生物研究所提供，EM原液为50000mg/L。

表1 原水水质　　　mg/L 项 目 COD NH₃-N TN TP SS 浓度 200～512 15～32 25～46 2～10 150～200

　　在污水排放口采集生活污水，静置1/2h后取上层污水分装于4个桶内，每桶装12L污水和4L驯化后的活性污泥，使桶内MLSS2000～3000mg/L，按V_EM/V_污水为0、1/10000、1/1000和5/1000的比例分别加入EM菌液并混合均匀。在常温下按以下方式运行：厌氧搅拌2h→曝气4h→缺氧搅拌3.5h→曝气10min→沉淀1h →出水。试验过程中对各桶的COD、TP、NH3-N和TN的浓度进行跟踪测定。

2 结果和讨论

2.1 对COD的去除 ?
　　运行时间安排：8：00～10：00为厌氧；10：00～14：00为曝气；14：00～17：30为缺氧；17：30～17：40为曝气吹脱；17：40～18：40为沉淀。1、2、3、4号桶内MLSS值分别为2700、2400、2500、2400mg/L，试验结果见表2。

表2 对?COD的去除效果项 目 1号 2号 3号 4号 运行阶段 测定时间 COD(mg/L) 去除率(%) COD(mg/L) 去除率(%) COD(mg/L) 去除率(%) COD(mg/L) 去除率(%) 厌氧阶段
8:00～10:00 8:00 468 　 468 　 468 468 　 10:00 381 18.6 290 38.0 311 33.5 495 　 曝气阶段
10:00～14:00 11:00 271 42.1 192 59.0 189 59.6 332 29.1 12:00 221 52.8 144 69.2 140 70.1 276 41.0 13:00 173 63.0 68 85.5 61 87.0 172 63.2 14:00 129 72.4 38 91.9 35 92.5 132 71.8 出水 18:40 45 90.4 29 93.8 28 94.0 42 91.0

　　从表2可以看出，2、3号桶与1号对照桶相比，COD去除率提高了近20%，这表明EM在SBR工艺中能够提高有机物的降解速度，但4号桶曝气4h后COD的去除率仍不高，这是因为EM原液含有大量的糖蜜(COD值高达50000mg/L)，当接种量较大时使桶内混合液的COD值升高而影响了去除率。
2?2 除磷 ?
　　SBR工艺的除磷效果见表3。

表3 SBR工艺对TP的去除效果 项 目 1号 2号 3号 4号 运行阶段 测定时间 TP(mg/L) 去除率(%) TP(mg/L) 去除率(%) TP(mg/L) 去除率(%) TP(mg/L) 去除率(%) 厌氧阶段8:00～10:00 8:00 7.05 　 7.05 　 7.05 　 7.05 　 9:00 10.92 　 10.51 　 10.76 　 11.71 　 10:00 10.74 　 11.62 　 13.81 　 13.61 　 曝气阶段10:00～14:00 11:00 5.88 16.6 3.57 49.4 6.00 14.9 7.72 　 12:00 2.81 60.1 0.80 88.7 2.21 68.7 4.37 38.0 13:00 1.57 77.8 0.86 87.8 0.93 86.8 0.83 88.2 14:00 0.93 86.8 0.42 94.0 0.38 94.6 0.53 92.5 出 水 18:40 0.52 92.6 0.20 97.2 0.18 97.4 0.26 96.3

　　从表3可以看出，厌氧搅拌2h后，2、3、4号桶的释磷量与对照组1号桶相比均有明显的提高，说明EM能促进聚磷菌的放磷速度。这可能是因为EM中的发酵菌群在厌氧条件下将污水中的有机物转为低分子有机物，聚磷菌利用水中的低分子有机物在体内合成PHB的同时向水中释放磷酸盐，易降解的有机物浓度越高则放磷速度就越快。曝气4h后，1、2、3和4号桶的出水TP均达到了《污水综合排放标准》的一级标准。?
2.3 脱氮 ?
　　SBR工艺对NH₃-N的去除效果如表4所示。

表4 SBR工艺对NH₃-N的去除效果项 目 1号 2号 3号 4号 运行阶段 测定时间 NH₃-N(mg/L) 去除率(%) NH₃-N(mg/L) 去除率(%) NH₃-N(mg/L) 去除率(%) NH₃-N(mg/L) 去除率(%) 厌氧阶段8:00～10:00 8:00 21.74 　 21.74 　 21.74 　 21.74 　 10:00 16.94 22.1 15.83 27.2 15.54 28.5 15.45 28.9 曝气阶段10:00～14:00 11:00 14.87 31.6 11.64 46.5 10.62 51.1 12.55 42.3 12:00 12.65 41.8 7.20 66.9 5.02 76.9 7.44 65.8 13:00 9.18 87.8 1.40 93.6 1.46 93.3 2.57 88.2 14:00 4.67 78.5 1.23 94.3 1.27 94.2 1.31 94.0 出 水 18:40 1.70 92.2 2.00 90.8 1.30 94.0 1.41 936.5

　　从表4可以看出，在曝气2h后2、3、4号桶的NH₃-N浓度均低于8mg/L，此时其对NH₃-N 去除率分别比1号桶高25.1%、35.1%、24%，由此表明加入适量的EM能够加速污水中NH3-N的硝化进程，这进一步提高了SBR工艺的脱氮效率，并在节能降耗方面有重要意义。?
　　从TN的去除情况来看，随着EM投量的增加，TN的去除率逐渐提高(结果见表5和图2)，由此可知增加EM的投量能够提高TN的去除率。由于SBR工艺是后置反硝化，对ＴＮ的去除率不高，而适量的加入EM能提高SBR工艺的脱氮效果，这在实际应用中具有重要意义。?

表5 SBR工艺对TN的去除效果指 标 1号桶 2号桶 3号桶 4号桶 进水TN(mg/L) 26.50 26.50 26.50 26.50 出水TN(mg/L) 8.15 6.40 5.49 3.15 去除率(%) 69.2 75.8 79.2 88.1

2.4 加EM的SBR工艺短周期运行 ?
　　当EM投量为1/10000时，在曝气3 h后各指标的去除效果较好，因此在1号桶中按V_EM/V_污水为1/10000加入EM后按以下方式运行：厌氧搅拌(2h)→曝气(3h)→缺氧搅拌(3h)→沉淀(1h)→出水(排泥)，即总运行时间缩短了1.5h。试验结果见表6。

表6 短周期运行效果 指 标 COD TP NH₃-N TN SS? 进水(mg/L) 396 7.36 31.51 36.41 130 出水(mg/L) 37 0.35 4.80 6.54 6.6 去除率(%) 90.6 95.2 84.8 82.0 94.9

　　从表6可以看出SBR工艺按短周期运行时各指标的去除率均较高，出水达到了《污水综合排放标准》的一级标准。由此表明EM能显著提高SBR工艺对生活污水中COD、TP、TN和NH₃-N的去除效果并能缩短曝气时间和运行周期，使SBR工艺节能降耗的优点更为突出，这在我国城镇污水处理应用中具有重要的意义。?
2.5 需要探讨的问题
　　试验过程中活性污泥没发生解体上浮和变质等现象，这表明EM菌群和SBR工艺中微生物群落能共存，但它们之间的相互关系尚需研究。在SBR工艺接种EM后，EM的效果能持续多长时间?针对不同水质的EM，最佳接种量为多少还须作进一步研究。

3 结论

　　① 在SBR反应器中，当V_EM/V_污水为1/10000～1/1000时，对COD的去除率显著提高，并能缩短曝气时间。在处理生活污水时能将曝气时间缩短为3h，此时COD去除率为90%。
　　② 当EM的接种量为1/10000～1/1000时能加速聚磷菌对磷的释放和吸收，只需曝气3h就可使出水TP的含量达到《污水综合排放标准》的一级标准。
　　③ 当EM接种量为1/10000～5/1000时，对TN的去除率随EM量的增加而逐渐提高。当EM接种量为1/10000时，在好氧阶段EM能显著提高NH₃-N的硝化速度，能将硝化时间缩短为2h，节约能耗，从而降低了生活污水的处理成本。

参考文献：

　　[1]孟范平.有效微生物菌群对生活污水中有机物的降解能力的研究[J].中南林学院报，1997，(4)：8-13.
　　[2]彭永臻.SBR法的五大优点[J].中国给水排水，1993，9(2)：29-31.
　　[3]国家环保局.水和废水监测分析方法(第3版)[M].北京：中国环境科学出版社，1994.

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　　电　　话：(027)87887660?
　　收稿日期：2001-10-30