目前国内不少城镇污水处理厂因管网建设滞后等原因，存在进水浓度偏低现象，这给污水处理厂的正常、稳定运行带来一定困难。而生物移动床技术(MBBR) 不仅适用于低浓度污水的处理，在低温下也可获得良好的处理效果。而且，冲击负荷、温度变化、污水成分变化等对MBBR 的影响要远远小于活性污泥法。笔者针对太湖流域某污水厂低浓度、低C/N 值的原水水质特征，采用A/O-MBBR 工艺对其进行处理，着重考察了生物悬浮载体的投加位置及水温对硝化及反硝化脱氮效果的影响。
1 材料与方法
1. 1 试验装置
试验装置共2 套，采用A/O-MBBR 工艺，工艺流程见图1。A/O 试验槽总有效容积为60 L，其中缺氧区(A 段) 的有效容积为10 L，好氧区(O 段) 的有效容积为50 L。将好氧区分为容积相同的3 格，单格容积为16．67 L。1# 和2# 试验槽使用K3 型生物悬浮载体，投加量约为5．5 L，占好氧池总有效容积的11%，分别投加在第一格和第三格(图1 中所示的生物悬浮载体投加在好氧池第一格) 。
K3型生物填料的规格为￠25 mm×10 mm，材质为高密度聚乙烯，密度为0．95～0．96 g/cm3，堆积个数为11．7×104 个/m3，有效比表面积为500m2/m3。
试验在常州市武进区某污水 处理厂现场进行。装置置于室外，进水温度随季节变化。试验分两个阶段，第一阶段为正常水温试验，为2010 年8 月23日—10 月21 日，水温在25～32℃之间; 第二阶段为低温试验，时间是2010 年12 月，水温为6．3 ～10．5℃。进水量为5 L/h，回流量为15 L/h，HRT为12 h，好氧池的DO为2．7～7．0 mg/L。
1. 2 试验水质
试验水质见表1。
试验用水取自该污水处理厂的集水池，该污水处理厂主要接纳镇区及周边村庄的生活污水和少量工业废水，由于污水管网建设相对滞后等原因，进厂原水的有机物浓度偏低，但总氮、氨氮浓度相对较高，呈现低碳高氮的水质特点，平均C/N 值为3．31;冬季污水浓度略高，但平均C/N 值更低，为3．04。
1. 3 接种污泥和装置启动
接种污泥取自该污水处理厂曝气池的混合液，每组装置一次性投加60 L。投加污泥后开启进水、曝气及污泥回流，使悬浮填料挂膜，约20 d 后挂膜完成。
1. 4 检测方法
总氮、总磷、氨氮、硝态氮和COD 分别采用过硫酸钾氧化—紫外分光光度法、钼锑抗分光光度法、纳氏试剂分光光度法、紫外分光光度法和重铬酸钾法测定，pH 值、DO、温度分别采用便携式pH 计、溶氧仪和温度计测量。
2 结果与讨论
2. 1 第一阶段试验
2. 1. 1对氨氮的去除
正常水温试验期间2 组装置的进、出水氨氮浓度见图2。
由图2 可知，2 组装置的硝化效果均较好。其中，1#装置出水氨氮在0．014～6．89 mg/L 之间，平均值为0．74 mg/L，平均去除率达到95．7%; 2#装置出水氨氮在0．014～10．76 mg/L 之间，平均值为1．27 mg/L，平均去除率达到92．6%。由此可见，将生物悬浮载体投加在好氧区的前端比投加在后端的硝化效果要好。此外，1# 装置的耐氨氮冲击负荷能力优于2#装置，在10 月6 日当进水氨氮浓度快速上升时，2#装置的出水氨氮浓度较1#装置高，且连续3d 在5 mg/L 以上，最高达10．76 mg/L; 而1#装置仅有1 d 的氨氮浓度高于5 mg/L，为6．89 mg/L。
2. 1. 2对总氮的去除
正常水温试验期间2 组装置的进、出水总氮浓度见图3。
由于碳源不足，2 组装置的脱氮效果均较差。其中，1#装置出水总氮在7．83～40．93 mg/L 之间，平均值为17．41 mg/L，平均去除率为22．4%; 2# 装置出水总氮在9．78～42．26 mg/L 之间，平均值为20．39 mg/L，平均去除率仅为9．1%。由此可见，将生物悬浮载体投加在好氧区的前端比投加在后端的脱氮效果要好，这是因为好氧池前端的有机物浓度高，反硝化可获得相对较多的碳源。原水平均C/N值为3．31，如出水总氮浓度要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002) 的一级A 标准，则需补充碳源。
2. 2 第二阶段试验
第二阶段试验的最低水温为6．3℃，最高为10．5℃，12 月10 日以后水温均在8℃以下。
2. 2. 1对氨氮的去除
低温试验阶段2 组装置的进、出水氨氮浓度见图4。低温条件下，2组装置较前期正常温度下的硝化效果有所下降，但仍保持了较高的去除率。这主要是由于有机物浓度较低，使得COD 容积负荷只有0．24 kg/(m3·d) ，且好氧池保持较高的DO 浓度，而溶解氧对去除氨氮的影响较大。其中，1# 装置出水氨氮在0．22～23．48 mg/L 之间，平均值为5．69mg/L，对氨氮的平均去除率达到82．9%; 2# 装置出水氨氮在0．94～32．99 mg/L 之间，平均值为8．43mg/L，平均去除率为74．7%。和前期正常水温试验的结果一样，将生物悬浮载体投加在好氧区的前端比投加在后端的硝化效果要好。从图4 可知，即便水温＜8℃，在进水氨氮浓度为14．62～36．35 mg/L(平均浓度为28．08 mg/L) 时，1#装置出水氨氮浓度仍低于5 mg/L，比同期2#装置的去除率高8%左右。
2. 2. 2对总氮的去除
低温试验阶段2 组装置的进、出水总氮浓度如图5 所示。
低温条件下，1# 装置出水总氮在28．28～49．15mg/L 之间，平均值为36．29 mg/L，平均去除率为9．1%，较正常水温试验的有较大幅度的下降; 2# 装置出水总氮在27．67～53．47 mg/L 之间，平均值为36．58 mg/L，平均去除率为8．4%，较正常水温试验结果略有下降。
1#和2#装置出水的硝态氮浓度分别为25．89 和24．84 mg/L。通常，MBBR 在低温时也可取得较高的脱氮效率，但原水的平均C/N 值仅为3．04，远低于韩喜莲等研究得出的最佳C/N 值(12) ，故脱氮效果不佳的主要原因是碳源不足。。
3 结论
①采用A/O-MBBR 工艺处理某城镇低浓度、低C/N 值污水，在正常水温下，将生物悬浮载体投加在好氧池的前端比投加在后端的脱氮效果好。当水力停留时间为12 h、回流比为300%、好氧池DO为2．7～7．0 mg/L、K3 型生物悬浮载体投加量为好氧池池容的11%时，投加在好氧池前端和后端的试验装置对氨氮的平均去除率分别为95．7% 和92．6%; 而总氮受碳源不足限制去除率不高，投加在好氧池前端和后端的平均去除率分别为22．4% 和9．1%。
②在正常水温下，生物悬浮载体投加在好氧池的前端比投加在后端的抗氨氮冲击负荷能力强。
③在6．3～10．5℃的低温条件下，A/O-MBBR 工艺的硝化效果较正常水温时有所降低，但仍保持了较高的氨氮去除率，生物悬浮载体投加在好氧池的前端时对氨氮的平均去除率为82．9%，比投加在后端的高8%左右。
