目前，研究生活污水去除氨氮的方法主要有物理法、生物法、化學(xué)法和近年發(fā)展起來的各種高級氧化技術(shù)，生態(tài)透析技術(shù)做為第三代污水處理技術(shù)，是近年來出現(xiàn)的一種新型的純生物生態(tài)處理技術(shù)。
生態(tài)透析技術(shù)是根據(jù)生態(tài)學(xué)的原理和系統(tǒng)科學(xué)的原則，依托經(jīng)典生物調(diào)控理論，通過模擬自然界河流的彎曲和生物多樣性，馴化各類功能微生物、原生動物和浮游動物等，在實(shí)驗(yàn)室條件下篩選、擴(kuò)繁并純化各類功能微生物。各類微生物投加入設(shè)備機(jī)內(nèi)，以設(shè)備內(nèi)特制多空阻遏填料作為微生物繁殖場所，以待處理水體污水對功能微生物進(jìn)行馴化，使功能微生物快速適應(yīng)并優(yōu)勢繁殖；以設(shè)備內(nèi)高比表面積的高分子材料作為基質(zhì)，創(chuàng)造有利于各類微生物、原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類動物等生長繁殖的微環(huán)境，各生物群落生態(tài)位協(xié)同匹配，形成完整的微生態(tài)系統(tǒng)；并通過設(shè)備向水體持續(xù)釋放各類微生物、原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類動物等，這些生物作為先鋒物種，迅速形成有益于水質(zhì)凈化的微生物菌群和其他生物群落，同時(shí)激活水體中各類具有凈化功能的土著微生物、原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類動物等，提升水體生物多樣性和豐富度，原位降解水體和污泥中的污染物，使水體生物與水體、底泥達(dá)到動態(tài)平衡，使流經(jīng)該系統(tǒng)的污水有機(jī)污染物快速降解。
本研究應(yīng)用生態(tài)透析技術(shù)對天河區(qū)葫蘆嶺社區(qū)生活污水處理試點(diǎn)進(jìn)行4個(gè)月的連續(xù)實(shí)驗(yàn)，通過對生活污水不同階段生態(tài)透析設(shè)備和處理池中氨氮的監(jiān)測，在保證出水水質(zhì)的前提下，通過對各工藝運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化與控制，實(shí)現(xiàn)污水中氨氮的有效去除，為生態(tài)透析技術(shù)在分散式污水深度處理應(yīng)用中提供了一種實(shí)用的工藝模式。
1、材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)裝置為廣州賽特環(huán)保工程有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的生態(tài)透析處理設(shè)備，簡稱SPT機(jī)，體積大小約2m3。該裝置內(nèi)被分隔成不同的空間結(jié)構(gòu)，空間內(nèi)填滿了利用高分子材料制成的生物填料，內(nèi)置曝氣裝置、隔板裝置和暗光裝置等。原水凈化前期，設(shè)備內(nèi)部需花一周時(shí)間曝氣馴化培養(yǎng)出黏附在生物填料上各種不同的優(yōu)勢微生物種群，創(chuàng)立一個(gè)多相生物流化床，建立多元化的微生物生態(tài)系統(tǒng)，待設(shè)備內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定后，即可按0.3m3/h的進(jìn)水量進(jìn)行24h小時(shí)連續(xù)污水處理。
1.2 實(shí)驗(yàn)水樣來源及水質(zhì)
本次實(shí)驗(yàn)是以天河區(qū)葫蘆嶺社區(qū)生活污水處理試點(diǎn)做為研究對象，該社區(qū)位于車陂涌上游的柯木水庫旁邊。本區(qū)域的污水渠匯集了周邊看守所、村里和葫蘆嶺社區(qū)的常住人員的生活污水，水質(zhì)渾濁；周邊常住人員有：看守所約500人；村民120戶，約550人；葫蘆嶺社區(qū)約100人，加上外來流動人口，總?cè)丝诹抗布s1600人。污水源自雨水、廁所污水，洗澡水、洗衣污水等所有生活污水混合而來，由村內(nèi)的明渠匯集并流入車陂涌。每天的污水量大約300~400t，凈化處理試驗(yàn)前，我們對葫蘆嶺社區(qū)生活污水的理化性質(zhì)進(jìn)行了測定，測定結(jié)果見表1。從原水的各項(xiàng)指標(biāo)分析，該社區(qū)的生活污水各項(xiàng)指標(biāo)較高，水體呈富營養(yǎng)化，發(fā)黑發(fā)臭，污染嚴(yán)重。
1.3 實(shí)驗(yàn)檢測方法
水質(zhì)指標(biāo)中氨氮采用水楊酸－次氯酸鹽分光光度法進(jìn)行測定。
1.4 實(shí)驗(yàn)方法
本區(qū)域的生活污水匯集在原排放渠，在出水口處進(jìn)行截流，經(jīng)污水管引入集水池，由提升泵定量將污水提升至格柵池，攔截漂浮物和雜物；再由提升泵將污水提升到四級處理池進(jìn)行預(yù)處理后，再經(jīng)處理池內(nèi)的污水提升泵，將污水提升到生態(tài)透析設(shè)備SPT機(jī)內(nèi)進(jìn)行透析處理。透析處理后的出水部分回流于預(yù)處理池，通過控制SPT機(jī)中培養(yǎng)的大量微生物回流到池體的比例，加快池體中氨氮的分解。
本實(shí)驗(yàn)于2017年4~7月進(jìn)行，歷經(jīng)16周。實(shí)驗(yàn)期間定期檢測集水池、第一格池、第二格池、第三格池、第四格池以及SPT機(jī)設(shè)備總外排出水中的氨氮。
2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
2.1 對氨氮的去除效果
2.1.1 不同處理池和設(shè)備對氨氮的去除效果比較
圖1是各個(gè)處理池和設(shè)備對原水氨氮的去除效果比較，圖2是各階段去除率的比較，從圖中可以看出在實(shí)驗(yàn)期間的16周內(nèi)，SPT機(jī)對氨氮的去除效果明顯優(yōu)于各級處理池，各個(gè)處理池對氨氮的去除效果，也呈現(xiàn)出從第一池到第四池去除效果越來越好的趨勢。而且到了后期去除效果更穩(wěn)定。
2.1.2 SPT機(jī)對氨氮的去除效果
通過對SPT機(jī)總外排出水的定期監(jiān)測，氨氮濃度變化見表2。運(yùn)行四個(gè)月后，SPT機(jī)出水的氨氮濃度平均為0.329mg/L；從表中可以看出，SPT機(jī)對氨氮的直接去除效果非常顯著，出水中氨氮濃度明顯下降，運(yùn)行四個(gè)月后SPT機(jī)對氨氮去除率達(dá)到98.4%，出水中氨氮指標(biāo)達(dá)到地表水II類標(biāo)準(zhǔn)（GB3838－2002）。
2.2 氨氮去除效果的影響因素分析
通過SPT機(jī)處理后的出水回流至第二池，出水中含有大量的微生物和微小動物，迅速形成有益于水質(zhì)凈化的微生物菌群和其他生物群落，同時(shí)激活水體中各類具有凈化功能的土著微生物、原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類動物等，提升了水體生物多樣性和豐富度，原位降解水體中的氨氮污染物，同時(shí)通過在第二、第三池中投放外直徑為150mm的填料，明顯改善了第二池、第三池、第四池水體的渾濁程度，為微生物的附著提供了有利條件，對氨氮的降解效果產(chǎn)生了積極的作用。并隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的推進(jìn)，氨氮的去除效果更明顯，更穩(wěn)定。
3、結(jié)語
從本實(shí)驗(yàn)可看出，在應(yīng)用生態(tài)透析技術(shù)治理生活污水時(shí)，生態(tài)透析設(shè)備不僅對原水進(jìn)行凈化處理，同時(shí)也通過處理后的出水中含有大量的微生物對原水進(jìn)行透析處理，達(dá)到原位治理的目的。
生態(tài)透析設(shè)備SPT機(jī)對生活污水中的氨氮去除效果顯著，對改善水體富營養(yǎng)化狀態(tài)有顯著效果。
生態(tài)透析技術(shù)可迅速重建受損的底端生物鏈，恢復(fù)受污染水體的生物多樣性，為上行生物鏈的梯次恢復(fù)奠定基礎(chǔ)；各類功能微生物相輔相成，快速轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化和降解各類污染物，加速污水的凈化過程。
生態(tài)透析技術(shù)過程純生態(tài)，不添加化學(xué)藥劑，不造成二次污染，原地治理，與傳統(tǒng)的污水治理技術(shù)相比，具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，效果穩(wěn)定，受環(huán)境氣候變化影響小的優(yōu)點(diǎn)。（來源：廣州賽特環(huán)保工程有限公司）
