微孔曝氣變速氧化溝處理城市污水技術(shù)研究.pdf

1、微孔曝氣氧化溝將鼓風(fēng)曝氣技術(shù)與氧化溝工藝相結(jié)合,具有供氧效率高、工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活方便等特點(diǎn),在城市污水處理廠得到了廣泛的應(yīng)用。提高微孔曝氣氧化溝的節(jié)能效率和除污性能對(duì)污水處理具有重大意義。針對(duì)目前常規(guī)微孔曝氣氧化溝曝氣區(qū)和推流區(qū)(非曝氣區(qū))的流速相同,推動(dòng)能量消耗大的問題,提出了一種新型的微孔曝氣變速氧化溝,通過改變溝道斷面尺寸,以達(dá)到改變溝道流速的目的。
　　在西安市第四污水處理廠建立了一套配備有厭氧選擇池的微孔曝氣變速氧化溝

2、中試試驗(yàn)系統(tǒng),用于處理實(shí)際的城市污水,處理能力為50m3/d。經(jīng)過兩年的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究,得出如下結(jié)論:
　　(1)新型微孔曝氣變速氧化溝實(shí)現(xiàn)了變速節(jié)能運(yùn)行。采用CFD模擬、示蹤法和ADV流速儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定三種方法對(duì)變速氧化溝內(nèi)的流態(tài)進(jìn)行測(cè)定分析,結(jié)果表明三者流速分布吻合較好,溝寬比值與所對(duì)應(yīng)的流速反比值接近,實(shí)現(xiàn)了變速運(yùn)行。
　　(2)當(dāng)推流區(qū)和曝氣區(qū)斷面水平平均流速控制在0.15m/s和0.07m/s時(shí),未發(fā)生污泥沉積現(xiàn)象,遠(yuǎn)小

3、于目前氧化溝設(shè)計(jì)規(guī)定的0.3m/s流速,在較低的推流速度下,形成的絮體尺度大于常規(guī)氧化溝。上述表明:低速氧化溝不僅水力節(jié)能,且有利于在溝內(nèi)形成較大的污泥絮體,為同步硝化-反硝化(SND)創(chuàng)造了良好的微環(huán)境條件。
　　(3)當(dāng)HRT為14h、SRT為15d、水溫15~28℃、平均有機(jī)負(fù)荷為0.07kg BOD5/kgMLSS·d(氧化溝規(guī)程中要求0.04~0.11 kgBOD5/kgMLSS·d)的條件下,COD、NH3-N和TN的

4、各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)均能達(dá)到GB18918-2002中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn),TP能達(dá)到一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果,且部分時(shí)段能達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　(4)循環(huán)型氧化溝的A/O容積比由曝氣區(qū)末端(曝氣區(qū)向推流區(qū)過渡斷面)的DO濃度控制。當(dāng)曝氣區(qū)末端的溶解氧濃度分別為1.5、1.2、0.9、0.6和0.3mg/L時(shí),對(duì)應(yīng)的氧化溝A/O容積比為0、0.3、1.8、4.0和9.7,出水氨氮濃度分別為0.21、0.16、0.25、7.33和17.15m

5、g/L,出水硝氮濃度為25.33、19.22、9.23、6.11和1.07mg/L。DO濃度控制在0.9mg/L時(shí),出水TN濃度最低,對(duì)應(yīng)的由SND對(duì)脫氮貢獻(xiàn)率為36％。
　　(5)污泥中微絲菌的存在對(duì)氧化溝脫氮除磷有一定影響。通過對(duì)微絲菌含量高的浮泥和含量低的混合液的最大比硝化、反硝化和釋磷吸磷速率進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明微絲菌含量較高的浮泥的最大比氨氧化和最大比亞硝酸鹽氧化速率分別為1.15 mgNH4+-N/gVSS·h和0.87

6、mgNO2--N/gVSS·h,而混合液的速率分別為2.05mgNH4+-N/gVSS·h和與1.65 mgNO2--N/gVSS·h;浮泥最大比反硝化(快速、慢速,內(nèi)源)速率分別為8.37、2.49和0.53 mgNO3--N/gVSS·h,混合液最大比反硝化速率分別為4.98、1.94和1.07mgNO3--N/gVSS·h;此外,兩者的釋磷和吸磷也存在較大差異,前者的最大比釋磷和吸磷速率分別為0.64和1.06 mgPO43--P

7、/gVSS·h,后者為2.86和2.63mgPO43--P/gVSS·h。以上結(jié)果說明微絲菌含量高的污泥其硝化能力較弱,而反硝化能力較強(qiáng)(對(duì)碳源的利用能力較強(qiáng);厭氧釋磷階段,污泥中的微絲菌會(huì)和聚磷菌競(jìng)爭(zhēng)易降解有機(jī)物,減少了聚磷菌的可利用碳源,對(duì)后續(xù)除磷有一定的影響。
　　(6)VFA的組成對(duì)釋磷吸磷有一定的影響。分別以乙酸和丙酸作為基質(zhì)測(cè)定各自最大比釋磷和吸磷速率,其中乙酸的最大比厭氧釋磷、好氧吸磷和反硝化吸磷速率分別為4.29、

8、3.66、1.93 mgPO43--P/gVSS·h;丙酸為2.60、1.44、0.83mgPO43--P/gVSS·h;另外,對(duì)上述兩種基質(zhì)在厭氧環(huán)境下的△P/△HAC和△P/△HPr的比值測(cè)定,其值分別為0.305和0.006。上述結(jié)果表明乙酸為基質(zhì)更有利于聚磷菌的釋磷和吸磷。
　　(7)不同電子受體對(duì)磷去除有重要影響。以氧、硝氮和亞硝氮為吸磷階段電子受體時(shí),其吸磷速率大小依次為9.72、4.32、3.98mgPO43--P/

9、gVSS·h;且硝氮、亞硝氮消耗量和吸磷量有良好的線性關(guān)系,硝氮和亞硝氮在缺氧區(qū)的吸磷速率/硝氮消耗量比值分別為0.96和0.49mgPO43--P/mgN。氧作為電子受體吸磷能力最強(qiáng),但硝氮和亞硝氮在缺氧階段可作為電子受體,其中硝氮作為電子受吸磷能力更強(qiáng)。
　　通過中試變速氧化溝系統(tǒng)分區(qū)理論的研究和桂林七里店污水廠的微孔曝氣氧化溝系統(tǒng)進(jìn)行診斷,建議將七里店污水廠微孔曝氣氧化溝現(xiàn)有的一個(gè)A:O運(yùn)行模式改造為兩個(gè)分段A:O供氧模式(