城市污水廠污泥水處理及生物添加強(qiáng)化脫氮中試研究.pdf

1、城市污水處理廠污泥處理過程產(chǎn)生的廢水(簡稱污泥水)具有氨氮濃度高、碳氮比低的特點(diǎn),雖然其水量僅占進(jìn)水量的1％～3%,但氮負(fù)荷卻高達(dá)進(jìn)水的15%～25%。現(xiàn)有的處理方式為將該廢水回流至進(jìn)水井進(jìn)行循環(huán)處理,由此造成污水處理系統(tǒng)的實(shí)際氮負(fù)荷高于設(shè)計(jì)負(fù)荷,出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。本研究探討對污泥水進(jìn)行單獨(dú)處理,同時(shí)富集硝化菌,并對污水處理系統(tǒng)進(jìn)行生物添加,從而達(dá)到既處理污泥水又增強(qiáng)污水處理系統(tǒng)硝化能力的雙重目的的可行性。進(jìn)行了污水處理系統(tǒng)(主流)的無接

2、種快速啟動和運(yùn)行研究,污泥水處理系統(tǒng)(側(cè)流)的接種啟動和運(yùn)行的研究,利用側(cè)流系統(tǒng)富集的硝化菌對主流系統(tǒng)進(jìn)行生物添加強(qiáng)化硝化技術(shù)的研究。主要結(jié)論如下:
　　(1)城市污水處理廠活性污泥系統(tǒng)的自培養(yǎng)啟動與進(jìn)水中的懸浮物含量密切相關(guān)。通過微生物計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì),經(jīng)初沉池處理后的污水中所含細(xì)菌總量僅占原水細(xì)菌總數(shù)8.8%,原水中有91.2%的細(xì)菌在初沉池隨懸浮物的沉淀而去除。利用未經(jīng)初沉池處理的原水進(jìn)行自培養(yǎng)啟動試驗(yàn),經(jīng)11d后反應(yīng)器內(nèi)可形成良好

3、的活性污泥, MLSS可達(dá)到2000mg/L以上，出水COD達(dá)到50mg/L以下,15d后出水氨氮和亞硝酸鹽氮濃度低于檢測限,硝酸鹽氮濃度穩(wěn)定在25mg/L以上，完成硝化菌培養(yǎng)。
　　(2)通過接種初沉污泥進(jìn)行活性污泥系統(tǒng)的啟動,運(yùn)行9d后,出水中COD濃度低于50mg/L,出水中氨氮濃度低于1mg/L。初沉污泥中的細(xì)菌總數(shù)可高達(dá)1.70×1010cells/mL,可以作為城市污水處理廠快速啟動的接種污泥。此外,當(dāng)處理系統(tǒng)活性污泥

4、流失時(shí),可利用初沉污泥隨時(shí)進(jìn)行接種,便于活性污泥系統(tǒng)的日常維護(hù)和穩(wěn)定運(yùn)行。
　　(3)采用假連續(xù)流O/A工藝可對污泥水(側(cè)流)進(jìn)行高效處理,同時(shí)富集硝化菌?？刂葡到y(tǒng)的SRT為15d,HRT為32h,經(jīng)過64d的運(yùn)行后達(dá)到穩(wěn)定。在穩(wěn)定狀態(tài)下,進(jìn)水氨氮負(fù)荷平均達(dá)到0.484kgNH4+-N/(m3?d),出水氨氮和亞硝酸鹽氮濃度穩(wěn)定在5mg/L以下,污泥中AOB(氨氧化菌)總數(shù)(以Nitrsomonas europaea/Nitros

5、ococcus mobilis和Nitrosospira之和計(jì))可達(dá)108.82～108.86cell/mL, NOB總數(shù)(以Nitrobacter和Nitrospira之和計(jì))可達(dá)108.58～108.63cell/mL,折算為處理每升污泥水產(chǎn)生35.2mg的硝化菌。AOB的優(yōu)勢菌由接種時(shí)的氨氧化螺旋菌(Nitrosospira)轉(zhuǎn)變?yōu)榘毖趸瘑伟?Nitrsomonas europaea/Nitrosococcus mobilis)

6、, NOB(亞硝酸鹽氧化菌)未發(fā)現(xiàn)明顯變化;污泥的最大比氨氧化速率(AUR)為12.43 mgNH4+-N/( gMLSS·h),最大比亞硝酸鹽氧化速率(NUR)為13.18mg NO2--N/( gMLSS·h)。
　　(4)A2/O工藝(主流)中各區(qū)容積比是影響其脫氮除磷性能的重要因素。在水力停留時(shí)間10.1h的條件下,當(dāng)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)的容積比為1:2:7.1時(shí),出水中 COD、氨氮、總氮和磷酸鹽濃度的平均值分別為16

7、.98mg/L、0.81mg/L、24.75mg/L和2.45mg/L,對COD、氨氮、總氮和磷酸鹽的去除率分別達(dá)91.4%、97.8%、54.4%和27%;當(dāng)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)的容積比為1:1.7:2.4時(shí),出水中COD、氨氮、總氮和磷酸鹽濃度的平均值分別為28.92mg/L、5.95mg/L、21.97mg/L和0.41mg/L,對COD、氨氮、總氮和磷酸鹽的去除率分別達(dá)88.4%、84.4%、59.8%和85%;縮短好氧區(qū)水力

8、停留時(shí)間,將導(dǎo)致硝化效果下降,從而使得污泥回流中的硝酸鹽濃度降低,減小了反硝化菌在厭氧區(qū)與聚磷菌對有限基質(zhì)的競爭,同時(shí),由于厭氧區(qū)水力停留時(shí)間的延長,有利于原水中顆粒態(tài)有機(jī)物的水解產(chǎn)生 VFA,使聚磷菌進(jìn)行充分釋磷,達(dá)到提高系統(tǒng)除磷能力的目的;缺氧區(qū)水力停留時(shí)間的延長,為反硝化菌提供了充足的反硝化時(shí)間,提高系統(tǒng)脫氮效果。
　　(5)利用側(cè)流富集的硝化菌進(jìn)行生物添加后,主流系統(tǒng)活性污泥的AUR和NUR分別由添加前的2.61 mgNH

9、4+-N/(gMLSS?h)和2.38mgNO2--N/(gMLSS?h)提高至添加后的5.32 mgNH4+-N/(gMLSS?h)和3.81mgNO2--N/(gMLSS?h),系統(tǒng)的氨氧化和亞硝酸氧化能力均得到了增強(qiáng),相應(yīng)的氨氮去除率提高30%以上。
　　(6)生物添加后,A2/O系統(tǒng)的除磷能力也得到提高,PO43-的去除率由生物添加前的63.44%提高到添加后的89.15%,生物添加對生物除磷有一定的促進(jìn)作用。