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城市污水生物脫磷除氮工藝研究

發布時間:2020-4-28 14:59:38  中國污水處理工程網

  引言化學除磷是歐洲較早應用的除磷方法。該方法工藝簡單,運行可靠,并且能達到較高的出水標準。在19世紀后期,英美等國廣泛采用化學沉淀方法處理污水,但不久即被生物處理所取代,其原因是該法的藥品消耗量大,往往需要投加的金屬離子沉淀劑濃度大于正常溶度積1~2個數量級,運行費用高,產生大量化學污泥,脫水困難,難以處理,產生二次污染。

  1 脫氮除磷的原理污水處理中,主要依靠微生物對水中的氮磷污染物進行代謝分解,從而達到凈化水質的目的。在傳統的脫氮理論中,生物脫氮主要有氨化、硝化以及反硝化3個過程,隨著技術的發展,國內外的學者在傳統理論的基礎上又提出了短程硝化-反硝化,同步硝化反硝化以及厭氧氨氧化等更加節省時間和能耗的生物脫氮的新理論;傳統的除磷理論認為,聚磷菌只在好氧的環境下攝取磷而在厭氧的環境下釋放磷,但是之后,人們認為生物除磷中的微生物至少有兩類:一類是反硝化聚磷菌(DPB),這類聚磷菌以氧氣或者硝酸鹽作為電子受體;另一類是好氧聚磷菌,以氧氣作為電子受體的聚磷菌,若反硝化聚磷菌利用硝酸鹽氮作為電子受體吸收磷,那么有機基質可以用來同時脫氮除磷。這對于C/N比較低的城市生活污水具有很大的意義。

  2城市污水處理廠脫氮除磷的主要工藝

  2.1A2N-SBR工藝該工藝為短程硝化-反硝化脫氮除磷工藝,是由厭氧/缺氧反應器和好氧反應器組成的污水處理系統,其中,厭氧/缺氧反應器的作用是將反硝化聚磷菌聚集起來,從而可以同時去除有機物和進行反硝化除磷,好氧反應器的作用是聚集亞硝化細菌,為厭氧/缺氧反應器提供硝化液。在好氧反應器中,NH4+只是氧化到NO2-的階段,當這部分污水進入厭氧/缺氧反應器中時,反硝化聚磷菌利用NO2-作為電子受體進行反硝化吸磷反應,達到同時去除氮磷的目的。A2N-SBR工藝的可行性進行了驗證,結果發現該工藝的脫氮除磷效果比單污泥工藝的效果更好;采用A2N-SBR工藝對生活污水進行處理,結果表明,對氮的去除率達到95%,對磷的去除率達到98%。

  2.2A2/O+BCO工藝A2/O+BCO工藝將傳統的A2/O工藝進行改良,增加了生物接觸氧化單元(BCO),旨在分離出A2/O工藝的硝化功能,使A2/O單元只進行反硝化除磷,BCO單元進行硝化反應,BCO的硝化液回流至A2/O的缺氧區,進行脫氮。該工藝可以減少污泥的產量,適合處理我國低C/N的城市生物污水;亓鞅葘υ摴に囃饺コ椎挠绊,結果表明,在低C/N的條件下,系統的回流比為400%時,反硝化除磷總量可達到磷去除總量的98%,回流比為300%時,該系統可以達到良好的同步去除氮磷的效果。

  2.3A/O/IAT-IAT同步脫氮除磷工藝內循環式A/O/IAT-IAT生物同步脫氮除磷工藝,該工藝由預反應池、DAT池和兩個交替運行的IAT池三部分組成,在機理和運行方式上保留了活性污泥法的優點,有效的提高了系統的容積利用率。該工藝對污水中有機物以及氮磷的去除效果均較好,并且具有操作靈活投資省等優點,適用于各種規模的污水處理廠。

  3傳統的A2/O工藝改進策略分析

  3.1基于SRT矛盾復合式改進由于A2/O工藝受到耗氧區的浮動載體填料影響,導致載體表面所產生的硝化菌快速生長,但是這樣附著的硝化菌與SRT存在相互獨立的特點,硝化的速率并不容易受到SRT排泥的影響,為此可以利用SRT矛盾特性,對A2/O工藝進行恰當改進。目前來看,由于懸浮污泥的SRT,填料頭配比和頭配位置對硝化的強度會造成影響,也會對污泥含量產生影響,為此在載體填料調配時并不能夠隨意增加系統排泥量或者縮短懸浮污泥,而提高系統的處理效率,必須要盡可能地縮短SRT,降低污水中的懸浮污泥,這樣才能夠保證除磷的整體效果,如果懸浮污泥SRT在5天左右情況下,對A2/O工藝的改進效果并不明顯,如果降低懸浮污泥SRT厭氧磷釋放會受到影響。具體聯系污水寶或參見http://www.036846.live更多相關技術文檔。

  3.2基于碳源競爭工藝的改進為了能夠快速解決A2/O工藝碳源競爭以及DO殘余干擾導致反硝化的問題,首先要針對碳源競爭采取適當的解決策略,通過補充外碳源或者反硝化等方式,促進碳源的重新分配。要針對DO系統的干擾、反硝化等問題進行適當的補充,最主要的就是避免對原有工藝實體結構造成影響,對短期內受到水質波動而造成的碳源不足問題,應該采取緊急措施,通常情況下可取碳源包括甲醇、乙醇、葡萄糖和乙酸鈉等有機化合物,還可以采用可替代的有機碳源。例如,厭氧硝化污泥上清液、牲畜以及家畜糞便等含有高碳源的工業廢水,任何外碳源的增加或投入都必須要有一定的適應期,這樣才能夠取得良好的預期效果。

  對于糖類纖維素比較高的高碳物質來說,由于受到微生物和低分子碳水化合物的影響,必須要對這類碳源進行反硝化的分解代謝處理,通過對矛盾主體選擇時,應該盡可能選擇頭點對系統穩定和節能降耗有利。比如在厭氧區外碳源,能夠有效促進除磷的效果,而且也可以確保系統反硝化的能力得到提升,如果反硝化碳源嚴重不足時,也必須要優先向缺氧區增加投入。

  通過對A2/O工藝進行改良,必須要優先考慮碳源的實際需求,可以直接將厭氧區放置于工藝前端。通過這樣的倒置A2/O工藝,不僅可以確保PAOs厭氧釋磷之后能夠直接提高好氧環境,在厭氧條件下所產生的驅動力也可以得到充分應用,而且還會產生群體效應,保證所有參與回流的污泥都能夠進行攝磷釋磷等,保證A2/O工藝的質量。利用JHB、UCT和UCT改良工藝可以快速解決外回流硝酸鹽DO殘余干擾失靈的問題。JHB工藝中,由于氮素脫除必須要在污泥反硝化區以及缺氧區域內部,而且兩者要確保脫除量保持一致,污泥反硝化區的設置也會對氮素在不同區域的分配比例造成干擾,確保厭氧區可以更加快速的釋磷。

  結束語:

  綜上所述,在我國城市化發展過程中,隨之而來的污水問題越來越嚴重,城市污水的存在對水資源的可持續利用有著不利的影響,在這樣的情況下,必須要對城市污水進行深度化地處理,只有這樣污水才能被循環利用,水資源緊缺局勢才能得以緩解,人們才能更好地生存下去。目前的脫氮理論除了傳統的氨化、硝化以及反硝化理論,還有在此基礎上提出的有短程硝化—反硝化、同步硝化反硝化、厭氧氨氧化,同步脫氮除磷的技術有A2N-SBR工藝、A2/O+BCO工藝以及內循環式A/O/IAT-IAT同步脫氮除磷工藝等。(來源:建筑細部  作者:林之虹)

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