污水的脫氮除磷成為水污染控制中廣受關(guān)注的熱點(diǎn).越來越多的國家和地區(qū)建立了嚴(yán)格的污水氮磷排放標(biāo)準(zhǔn).近年來, 水污染問題日趨嚴(yán)峻, 畜禽養(yǎng)殖廢水是農(nóng)村面源污染的一大來源, 大量排放的畜禽糞便污水日積月累, 在各大城市周邊地帶形成了龐大的污染源, 其中養(yǎng)豬廢水是污染排放主體.針對豬場沼液富含氮、磷、有機(jī)物以及營養(yǎng)比例嚴(yán)重失調(diào)、碳氮比極低的水質(zhì)特點(diǎn),采用的生物反應(yīng)器處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)原位污染控制的根本途徑.間歇曝氣序批式生物反應(yīng)器(intermittently aerated sequencing batch reactor, IASBR)通過一個運(yùn)行周期內(nèi)缺氧環(huán)境和好氧環(huán)境的多次交替, 有效實(shí)現(xiàn)亞硝態(tài)氮的積累, 能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化反硝化脫氮,從而在硝化階段節(jié)省40%的氧氣消耗, 在反硝化階段節(jié)省25%的有機(jī)碳源消耗, 污泥產(chǎn)量大幅減少, 反硝化反應(yīng)速率大幅提高, CO2排放量減少20%/同時, 間歇曝氣的運(yùn)行模式下, 缺氧反硝化過程中產(chǎn)生的堿度能及時補(bǔ)充好氧硝化過程中消耗的堿度,節(jié)省調(diào)堿藥劑消耗.

　　Zhang等(2011) 的研究表明，間歇曝氣序批式生物反應(yīng)器(IASBR)在控溫(26±1) ℃、運(yùn)行碳氮比3.0條件下處理養(yǎng)豬沼液, 可以實(shí)現(xiàn)COD和TN的去除率分別為89.8%和76.5%.另外, Pan等(2014) 使用IASBR處理屠宰廢水, 在11 ℃的低溫下, 當(dāng)進(jìn)水COD/TN為10.5.曝氣量為0.6 mg·L-1時, COD和TN的去除率可分別達(dá)到98.2%和97.7%.而穩(wěn)定短程硝化反硝化的控制關(guān)鍵在于體系內(nèi)維持合理的低溶解氧條件、污泥齡、溫度及pH值, 從而使氨氧化菌成為優(yōu)勢菌, 同時, 控制合理的碳氮比來保證系統(tǒng)內(nèi)菌群微環(huán)境生理功能的發(fā)揮.課題組前期研究(宋小燕等, 2016)表明, 采用分步進(jìn)水IASBR處理養(yǎng)豬沼液, 控溫30 ℃，運(yùn)行碳氮比2.4左右條件下, 不需要控制溶解氧、pH條件, 即實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的短程硝化反硝化, 且脫氮效率大幅提高, COD和TN去除率分別達(dá)85%和90%左右.采用生物處理技術(shù)時, 溫度是影響活性污泥中微生物活性的主要因素, 對受季節(jié)限制寒冷地區(qū)的污水或者受工藝限制的低溫廢水進(jìn)行處理的結(jié)果表明, 隨著溫度的降低, 有機(jī)物去除率、硝化/反硝化作用受到較大的沖擊, 直接影響出水水質(zhì).對于養(yǎng)豬沼液這類兼具復(fù)雜性和特殊性且處理成本要求苛刻的污染源, 隨沼液排放標(biāo)準(zhǔn)的全面升級, 技術(shù)升級也面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn).

　　本文在先前研究基礎(chǔ)上, 考察IASBR反應(yīng)器在低溫下的脫氮除磷性能, 優(yōu)化運(yùn)行條件, 降低成本, 以期進(jìn)一步挖掘IASBR的技術(shù)優(yōu)勢, 為低碳氮比污水的低溫運(yùn)行處理提供、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)選擇.