厭氧-缺氧-硝化雙污泥反硝化除磷.pdf

1、氮、磷是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因。隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的日益嚴(yán)重，城市污水處理廠的工藝設(shè)計(jì)必須從以單一去除有機(jī)物為目的的功能逐漸向深度脫氮除磷的功能轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)脫氮除磷工藝普遍存在工藝流程較長(zhǎng)，占地面積大、基建投資高、運(yùn)行不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，因此高效節(jié)能的脫氮除磷工藝成為近年研究的熱點(diǎn)。反硝化除磷是目前廣受關(guān)注的污水生物處理新技術(shù)之一，基于該理論開發(fā)的厭氧/缺氧/硝化雙污泥反硝化除磷工藝既可大幅度節(jié)省供氧量，又能減少有機(jī)碳源投加量、剩余污泥產(chǎn)

2、量，并減小反應(yīng)器的容積。這對(duì)于提高低C/N比值城市污水的脫氮除磷具有非常重要的意義。 本文采用厭氧/缺氧/硝化雙污泥反硝化除磷模型結(jié)合間歇式批量試驗(yàn)，對(duì)處理實(shí)際城市生活污水的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了研究。厭氧/缺氧/硝化雙污泥反硝化除磷工藝的主要功能區(qū)包括厭氧段、快速分離沉淀池、生物膜硝化段、缺氧段和后置曝氣段。研究主要考察了各功能段水力停留時(shí)間對(duì)系統(tǒng)脫氮除磷效果的影響，并確定處理城市生活污水時(shí)各段最合理的水力停留時(shí)間及其比例；同時(shí)考察了

3、提高工藝脫氮效率的控制因素及對(duì)策以及提高進(jìn)水P/N比對(duì)系統(tǒng)脫氮除磷效果的影響。另外，還考察了厭氧/缺氧/硝化雙污泥反硝化除磷工藝短程硝化后實(shí)現(xiàn)反硝化除磷的可行性以及反硝化聚磷菌(DPB)以NO2--N作為電子受體的反硝化吸磷及其特性。主要得出以下結(jié)論： 在雙污泥反硝化除磷工藝中，厭氧段釋磷是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的最關(guān)鍵因素。厭氧段HRT對(duì)厭氧釋磷和后續(xù)的反硝化聚磷產(chǎn)生極大影響。厭氧段的HRT太長(zhǎng)，出現(xiàn)沒(méi)有有機(jī)物吸附的無(wú)效釋磷。導(dǎo)致缺

4、氧段氮和磷的去除率并沒(méi)有因?yàn)閰捬醵吾屃琢康脑黾佣岣?。如果厭氧段的HRT較短，DPB在厭氧段不能完全吸收進(jìn)水中的CODRB并轉(zhuǎn)化成PHA儲(chǔ)存，大部分COD進(jìn)入硝化段被微生物好氧降解，造成硝化段好氧異養(yǎng)菌的過(guò)量繁殖，影響對(duì)氨氮的硝化能力。這既不利于脫氮，也不利于除磷。在后續(xù)的缺氧段和好氧段，DPB胞內(nèi)沒(méi)有足夠的PHA作為電子供體過(guò)量吸磷，脫氮除磷同時(shí)受到影響。在處理實(shí)際城市生活污水時(shí)，厭氧段HRT為2小時(shí)即可達(dá)到較好的除磷脫氮效果。

5、 雙污泥反硝化除磷工藝硝化段采用生物膜結(jié)構(gòu)，耐沖擊負(fù)荷性能較強(qiáng)。硝化段HRT與同步硝化反硝化脫氮效率相關(guān)。在保持曝氣量一定的前提下，保持較長(zhǎng)HRT條件下，由于同步硝化反硝化去除的TN較多，而HRT縮短時(shí)同步硝化反硝化去除的TN明顯減少。這一點(diǎn)對(duì)于COD/TN較低污水的脫氮除磷具有非常重要的意義。 缺氧段反硝化聚磷主要與厭氧段有效釋磷量(PHA的合成量)和硝化段提供的電子受體量密切相關(guān)。在滿足這兩種基質(zhì)的條件下，縮短缺氧段的HR

6、T能夠提高系統(tǒng)的處理效率。當(dāng)厭氧、硝化、缺氧段的HRT比例為2:3.6:3.0時(shí)，系統(tǒng)處理城市生活污水的除磷脫氮效果最好。即進(jìn)水COD/TN為3.7-4.1時(shí)，系統(tǒng)對(duì)污水中溶解性PO43--P、TN和COD的去除率分別達(dá)到81.39％、69.25％和89.05％。 以NO3--N和NO2--N作為DPB電子受體的缺氧吸磷表明：當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)存在一定濃度的NO2--N時(shí)，所接種的污泥沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何馴化的情況下也沒(méi)有對(duì)DPB的缺氧吸磷產(chǎn)生

7、抑制，DPB以NO2--N為電子受體進(jìn)行快速的缺氧吸磷。如果反應(yīng)器中同時(shí)存在NO2--N、NO3--N兩種電子受體，DPB會(huì)先利用NO3--N進(jìn)行缺氧吸磷。DPB以NO2--N作為電子受體的反硝化速率大于以NO3--N作為電子受體的反硝化速率，而其缺氧吸磷速率卻小于以NO3--N作為電子受體的缺氧吸磷速率。然而，消耗單位氮的吸磷量NO3--N與NO2--N相比，兩者相差并不是很大。 NO2--N的濃度越高，DPB的比缺氧吸磷速率

8、越低，而反硝化卻能正常進(jìn)行。這是由于較高濃度的NO2--N抑制DPB負(fù)責(zé)吸磷和合成聚磷的霉系統(tǒng)，但不會(huì)對(duì)負(fù)責(zé)反硝化的霉系統(tǒng)造成任何影響。通過(guò)進(jìn)行不同NO2--N濃度的沖擊試驗(yàn)，可知NO2--N的濃度在22.36～38.64mg/L的范圍內(nèi)，DPB能夠利用NO2--N進(jìn)行缺氧吸磷，但是缺氧吸磷的速率隨著NO2--N濃度的增加不斷下降。當(dāng)NO2--N的濃度達(dá)40.22mg/L時(shí)，缺氧吸磷非常慢，并且出現(xiàn)了磷的緩慢釋放。當(dāng)NO2--N的濃度為

9、45.00mg/L時(shí)，缺氧吸磷完全受到抑制，反應(yīng)器內(nèi)基本沒(méi)有吸磷現(xiàn)象，并且出現(xiàn)了磷的緩慢釋放。 考察NO2--N濃度對(duì)厭氧釋磷的影響表明，當(dāng)厭氧段既有電子供體，又有電子受體時(shí)，存在一個(gè)釋磷與吸磷的過(guò)渡區(qū)。這個(gè)過(guò)渡區(qū)的轉(zhuǎn)換與進(jìn)水碳源濃度相關(guān)，還與NO2--N的濃度有關(guān)。在進(jìn)水電子受體(NO2--N)濃度一定條件下，進(jìn)水碳源濃度越高，從釋磷轉(zhuǎn)化為吸磷的時(shí)間就越晚。在進(jìn)水COD濃度一定條件下，電子受體濃度越高，從釋磷轉(zhuǎn)化為吸磷的時(shí)間就