近年来市政污水的水质和水量特性发生了明显的变化，随着国家和地方对污水处理厂排放标准的提升，脱氮除磷成为核心，尤其是氮的去除，面临着巨大挑战；在脱氮过程中，溶解氧携带和跌水充氧造成的高浓度溶解氧条件以及碳源的利用成为了主要问题；内回流液中的溶解氧是影响缺氧池反硝化的主要因素，其会与缺氧池内的NO；-N竞争碳源，直接影响污水处理厂的脱氮效果，对出水TN的稳定达标具有重要影响；虽然已有很多学者研究了不同碳源对反硝化途径和效果的影响,但其中碳源的问题不仅仅是C/N值的问题，碳源的可生物降解性也需要被重视；对于内回流液中溶解氧的负面作用，多数研究中常用的方法就是外加碳源，虽然对提升反硝化能力有一定作用，但并没有实质性地解决问题；鉴于此笔者从合理利用碳源入手，针对典型的传统A/0工艺和多段进水A/0工艺，通过有限提升进水C/N值、导入内源耗氧过程以及调整进水碳源组分等措施，研究消除内回流液中溶解氧对反硝化过程影响的有效对策。

        内回流液中的溶解氧浓度偏高是活性污泥法中普遍存在的问题，为了简单有效地消除内回流液中溶解氧对反硝化过程的影响，针对典型的传统A/O工艺和多段进水A/O工艺，考察了有限提升进水C/N值、导入内源耗氧过程以及调整进水碳源组分等策略的可行性。结果表明在传统A/O工艺中，有限提高进水C/N值对消除内回流液中的溶解氧有一定作用，但在多段进水A/O工艺中此消除作用受到削弱;在两种工艺中，导入内源耗氧过程均对内回流液中溶解氧有明显的消除作用，能确保缺氧段进水碳源不被溶解氧消耗，使反硝化正常进行;进水碳源组分对内回流液中溶解氧的消除有一定影响，慢速可生物降解有机物含量过高，在传统A/O工艺中对内回流液中溶解氧的消除不利，对TN的去除有负面影响，但在多段进水A/O工艺中，由于慢速可生物降解有机物在好氧条件下不会被完全降解，而且会跟随内回流液转移到缺氧段，这对消除内回流液中的溶解氧是有利的。

1、材料与方法

1.1、试验装置及运行条件：试验釆用2个SBR反应器（分别记作R1和R2）,有效容积均为5L,高径比均为2,交换比均为25%,运行周期均为6h（包括10min进水、120min缺氧搅拌、180min曝气、30min沉降、15min排水和5min闲置），运行温度均控制在（20±1）2。其中R1为传统A/O工艺，R2为多段进水A/0工艺,R2的进水根据不同比例分成3段，同时缺氧搅拌和曝气也被平均分为3段;R1和R2平行运行，定期对污泥浓度、pH值等进行监测，使污泥浓度控制在（2000±200）mg/L,污泥龄（SRT）控制在13d,pH值控制在7.0-7.5O试验过程中先后对进水位置、进水C/N值、进水碳源组分等条件进行调整。

1.2、接种污泥及试验用水：接种污泥取自西安市第二污水处理厂曝气池。反应器进水为模拟生活污水，采用不同有机基质（以COD计，①低慢速可生物降解有机物进水条件,淀粉为175mg/L,乙酸钠为175mg/L,C/N值=6；②低慢速可生物降解有机物进水条件,淀粉为200mg/L,乙酸钠为200mg/L,C/N值=8；③高慢速可生物降解有机物进水条件，淀粉为400mg/L,C/N值=8）作为碳源，并以氯化铉（以N计,50 mg/L）和磷酸二氢钾（以P计,4.5mg/L）分别作为氮源和磷源，同时添加微量元素（0.15g/L的H3B03,0.03g/L的CuSC〉4•5H20,0.18g/L的KI,0.12g/L的MnCl2-4H20,0.06g/L的Na2Mo04•2%0,0.12g/L的ZnSO4-7H2O,0.15g/L的CoCl2•6H2O,1.54g/L的FeSO4•7H2O,12.74g/L的EDTA）O

1.3、分析项目及方法：COD；快速消解分光光度法，NH；-N：纳氏试剂分光光度法；TN：过硫酸钾氧化-紫外分光光度法；污泥浓度:过滤称重法。

2、结果与讨论:

2.1、有限提高进水C/N值的作用：提升C/N值的主要目的是保证反硝化的顺利进行，同时分段进水也是为了使碳源能被合理利用。当内回流液中的溶解氧浓度较高时，不论是外加碳源，还是分段进水分配的碳源，都会在一定程度上被溶解氧消耗掉。在本研究中，R1和R2反应器均采用低慢速可生物降解有机物进水条件，前10d进水C/N值设置为6,后10d进水C/N值设置为8,两个反应器的进、出水水质情况如图1所示。

        由于活性污泥需要一定的驯化过程，前期出水水质略有波动，运行到第5天时基本稳定。当进水C/N值为6时，R1和R2均对NH；-N和COD有 明显的去除效果，氨氮去除率接近100%,COD去除率基本稳定在90%左右，但对TN的去除效果较差,主要原因在于NO；-N在反硝化过程中未得到较好的去除；将进水C/N值提高至8以后，R1和R2对NH；-N和COD的去除效果依然显著，对TN和NO；-N的去除效果R1有所提升、但是R2无明显 变化。由此可知,有限提高进水C/N值对传统A/O工艺的反硝化过程及总氮去除效果的改善作用明显 高于多段进水A/O工艺，而且分段进水并没有体现 出明显的优势，相比之下，在多段进水A/0工艺中,提高进水C/N值的作用受到削弱，回流液溶解氧高 的问题尤为突出，简单地调节或补充进水碳源对TN去除效果的提升作用受到限制。

2.2导入内源耗氧过程的作用:为了确保缺氧段的反硝化效果,将内回流液中 的溶解氧通过内源呼吸过程消耗掉，可以在一定程度上避免碳源的浪费。在本研究中，在不改变HRT和反应器容积的情况下，通过调整进水位置（即由 前端进水改为中段进水），在缺氧段前端导入内源耗氧过程，两个反应器的进、出水水质情况如图2所示，其中前10d为前端进水，后10d为中段进水。可以看出，对于NH；-N和COD的去除，改变进水 位置对两种工艺均没有明显的影响，氨氮去除率接近100%,COD去除率基本稳定在90%以上；对于TN的去除，在两种工艺中均表现为中段进水优于前端进水，而且传统A/0工艺对TN的去除效果明显优于多段进水A/O工艺;由此可知,在缺氧段前端导入内源耗氧过程，可以使得内回流液中的溶解氧被适当消耗,在进水前建立一个较好的缺氧环境,能确保缺氧段进水中的碳源不被残余的溶解氧浪费,图2导入内源耗气过程条件下的进、出水水质。

2.3调整进水碳源组分的作用:进水碳源组分对反硝化过程具有重要的影响,但是在污水处理过程中对碳源各个组分的利用不太合理。很大一部分慢速可生物降解有机物在初沉池中被去除，无法被生物反应池利用，而一部分快速可生物降解有机物被内回流液中的溶解氧消耗，使得生物池无法有效利用碳源;在本研究中，通过调整进水碳源组分，从消除内回流液中溶解氧的 角度探究碳源合理利用的方法。图3为C/N值为8、低慢速可生物降解有机物进水条件下的进、水质，其中3个阶段分别对应多段进水A/0工艺中的3种进水比例：7：2：1、3：4：3、4：4：2。

                              图3低慢速可生物降解有机物进水条件下的进、出水水质。由图3可知，传统A/O工艺的出水水质基本稳定,且出水TN和COD浓度随运行时间有略微的下降，出水TN多数时段在20mg/L甚至15mg/L以下，出水COD基本稳定在40mg/L甚至30mg/L以下。对于多段进水A/0工艺而言，由于进水比例发生了变化，出水水质变化明显，在7：2：1的进水比例条件下TN浓度最高，在3:4：3进水比例下 次之，在4:4：2进水比例下最低，主要原因是N03--N浓度较高；

*7：2：1进水比例条件下COD去除效果最好，COD基本在30 mg/L以下,

*3：4：3进水比例条件下基本在50mg/L左右浮动,

*4：4：2进水比例条件下基本在50mg/L以下；

*此外,3:4：3和4：4:2进水比例条件下，中均检出了NO；-No整体对比之下,4：4：2进水比例条件下处理效果最优；图4是C/N值为8、高慢速可生物降解有机物进水条件下的进、出水水质情况，其中3个阶段分别对应多段进水A/0工艺的3种进水比例：7:2:1、3：4：3、4：4：2。

                                        图4高慢速可生物降解有机物进水条件下的进、出水水质；

由图4可知，对于传统A/0工艺，与低慢速可 生物降解有机物进水条件下的情况一致，水质基本稳定，且TN和COD浓度随着运行时 间有略微的下降,但TN多数时段在20mg/L左右浮动，较低慢速可生物降解有机物进水条件下 脱氮效果变差，出水COD基本稳定在40mg/L甚至30mg/L以下；而对于多段进水A/0工艺，与低慢速可生物降解有机物进水条件下的情况不太一致,7：2：1进水比例条件下的出水TN浓度依然最 高，但与低慢速可生物降解有机物进水条件下相比 有明显下降；3：4：3和4：4：2相对均衡的配水条剪下，处理效果相似,但仅有4：4：2进水比例条件下出水中检出了NO；-N，整体对比之下,3：4：3进水比例条件下处理效果最优；由此可以发现，由于快速可生物降解有机物含量与反硝化速率、反硝化潜力及总氮去除率有明显的正相关关系⑸，在低慢速可生物降解有机物进水条件下，传统A/0工艺和多段进水A/0工艺的4:4：2进水比例条件下有着较好地处理效果；在高慢 速可生物降解有机物进水条件下，多段进水A/0工艺的7：2：1和3：4：3进水比例条件下TN去除 效果有所提升，而传统A/0工艺和多段进水A/0工艺的4：4：2进水比例条件下TN去除效果却有所下降；所以慢速可生物降解（颗粒态）有机物含量过高，在传统A/0工艺中对内回流液中溶解氧的消除不利，对TN的去除有负面影响；而在多段进水A/0工艺中，慢速可生物降解有机物在好氧条件下不会被完全降解，而且会跟随内回流液转移到缺氧段,这对消除内回流液中的溶解氧是有利的。

3、结论：

1】、在传统A/O工艺中，有限提高进水C/N值对消除内回流液中的溶解氧有一定作用，可以使TN去除率有一定程度地提升,但此作用在多段进水 A/0工艺中受到削弱；

2】、在传统A/0和多段进水A/O工艺中导入内源耗氧过程均可明显消除内回流液中的溶解氧，确保缺氧段进水碳源不被溶解氧消耗，使反硝化正常进行，避免进水碳源的浪费；

3】、进水碳源组分对消除内回流液中的溶解氧有一定影响，慢速可生物降解（颗粒态）有机物含量过高,在传统A/0工艺中对内回流液中溶解氧的消除不利，对TN的去除有负面影响；而在多段进水A/0工艺中，由于慢速可生物降解（颗粒态）有机物 水解需要一定时间，使得有机物的消耗出现一定的滞后性，慢速可生物降解有机物在好氧条件下不会被完全降解,而且会跟随内回流液转移到缺氧段，这对消除内回流液中的溶解氧是有利的。