第
36
卷第
9
期
20
lO年
9
月
北京工业大学学报
JOURNAL
OF
BEIJING
UNIVERSITY
OF
TECHNOLOGY
Vo
l.
36
No.9
Sep.
20lO
SBR
工艺除磷过程控制与种群监测策略
崔有为丁洁然张立东
2
王
忍
3
(1.北京工业大学环境与能源工程学院，北京
100124;
2.
北京工业大学建筑勘察设计院，北京
100124 ;
3.
上海瀚联建筑设计咨询有限公司，西安
7
lO
054 )
摘
要:现有
SBR
的时序过程控制无法应对水质的波动，已经造成了能源的无效输入和水质管理的失败.为了
解决这一问题，研究开发了以节能和优化处理效能为目标的
SBH
除磷过程实时控制策略.试验中建立了
3
个具
有不同除磷种群结构的
SBR
系统作为研究对象，通过监测系统内厌氧放磷和好氧吸磷过程中磷的动力变化及
其在线
ORP
和
pH
值的特征曲线，确立了。
RP
和
pH
作为除磷过程在线控制参数的控制策略.研究发现，厌氧
pH
曲线变化趋势对生物种群结构的变化具有很好的指示作用.可以建立预测系统内聚糖菌和聚磷菌的相对数
量的监测诊断系统.
关键词:实时控制;强化生物除磷;续批式活性污泥;种群结构
中图分类号:
X 172
文献标志码
:A
文章编号:
0254 一
0037(20
lO
)09
-1271
-06
因磷的排放而导致的地表水体富营养化已经造成了大量经济损失，并威胁人类健康.续批式活性污
泥工艺
(sequence
batch
reactors
,
SBR)
广泛地应用于污水除磷.该工艺的优势集中体现在它的单池设计以
及可以根据水质灵活地调整反应时间.这样的优势使其在中小水量的污水处理厂中得到了广泛的应用，
甚至在大水量污水处理厂中也取得了很好的处理效果[
1.3]
然而，
SBR
操作上的灵活性也增加了工艺管理
的难度，集中体现在
SBR
过程控制和时间管理等重要问题上.现有
SBR
工艺设计大都采用时序控制方
式
[4]
认为水质和负荷是恒定不变的，对
SBR
的每个过程分配固定的时间，依据时间顺序进行过程的切
换.但是，这样的稳态假设在实际污水处理厂中很难实现.由于时序控制元法根据水质和负荷的变化灵
活调整反应时间.如果设定的反应时间过长将导致无效的能量输入，反之将导致出水水质恶化.更重要
的是，错误的时间设定往往影响功能性种群的生长从而导致处理效能的退化，尤其对于强化生物除磷
(enhanced
biological
phosphorous
removal ,
EBPR)
种群
[5]
一个有效的解决方案是采用实时控制实现
SBR
的过程管理.这种控制策略是基于实时监测过程产物(如
COD
，氨氮，磷酸盐等)从而跟踪生物反应进程，
确保生物反应结束后及时进行过程转化.实时控制策略将改善出水水质，保证能量的有效使用.然而，元
法在线测量过程产物成为实时控制的最大障碍.近年来，
ORP
和
pH
值对生物反应过程的指示作用成为
研究热点[
6-15]
作为间接在线指标实现生物脱氮过程的实时控制得到了广泛关注
[ι10]
然而，实时控制除磷过程的研究却很少.这是因为除磷过程原理复杂且影响因素较多[
16-17]
此外，除
磷系统中聚磷菌
(phosphorous
accumulating
organisms ,
PAOs)
和聚糖菌
(glycogen
accumulating
organisms
,
GAOs)
的竞争也为实时控制增加了难度.最近，有研究对
ORP
和
pH
值能否指示除磷过程做了初步探
讨
[2
，
1
山然而，这些研究都采用复合废水和
PAOs
高度富集的系统，其结果的实用性受到考验.此外，
EBPR
的启动相当复杂，往往需要几周的时间，并耗费大量资金.为了防止
EBPR
系统因生物竞争导致的
除磷失败，实现
EBPR
系统种群结构的在线监测和诊断，及时采取措施优化种群结构，也是
SBR
有效管理
亟待解决的问题.然而，对于这方面的研究还少见报道.
基于上述分析，本研究以实际生活污水为处理对象，不仅调查了不同生物系统内
ORP
和
pH
值对生物
收稿日期:
2008-12-05.
基金项目:国家自然科学基金项目
(50908002)
;北京市自然科学基金项目
(8
lO
2006)
;北京工业大学校青年基金项目
作者简介:崔有为
(1977
一)
，男，吉林德惠人，副教授.
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