生物倍增工藝處理低碳氮比城市污水脫氮效能的研究.pdf

1、傳統(tǒng)污水生物脫氮技術(shù)普遍存在工藝流程較長，占地面積較大，氧利用效率低，自動(dòng)化程度低等不足，隨著水體富營養(yǎng)化問題的日益嚴(yán)重和氮類污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，研究開發(fā)高效節(jié)能的新型污水生物脫氮技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急。污水生物倍增處理工藝目前在國內(nèi)外得到普遍關(guān)注，其具有可在低溶解氧下運(yùn)行及同步硝化反硝化的特點(diǎn)，已在工業(yè)廢水領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前生物倍增工藝在處理城市污水脫氮方面的應(yīng)用還很少，因此系統(tǒng)地研究生物倍增工藝處理城市污水的脫氮效能及影響因素具

2、有重要意義。針對(duì)我國城市污水特點(diǎn)，本文通過小試試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，開展了生物倍增工藝處理城市污水脫氮效能的系統(tǒng)研究。
　　小試試驗(yàn)中，本文系統(tǒng)地研究了低溫條件下生物倍增工藝的啟動(dòng)特性，分析了溶解氧和水溫對(duì)該工藝啟動(dòng)穩(wěn)定性的影響。此外還深入研究了生物倍增工藝穩(wěn)定運(yùn)行期的脫氮效能，分析了不同工藝條件對(duì)其脫氮性能的影響；探討了碳源種類、碳氮比、進(jìn)水方式對(duì)工藝脫氮性能的影響，并對(duì)同步硝化反硝化菌群的特征進(jìn)行了初步分析。
　　小試研究結(jié)果

3、表明，溶解氧和溫度對(duì)生物倍增工藝處理城市污水的啟動(dòng)非常重要，12℃以上啟動(dòng)時(shí)，溶解氧是影響系統(tǒng)啟動(dòng)穩(wěn)定性的重要因素；12℃以下啟動(dòng)時(shí)，在低溫、低溶解氧和低負(fù)荷的運(yùn)行條件下，極易導(dǎo)致微絲菌（Microthrix Parvicella）的過量生長，可引起同步污泥膨脹，并導(dǎo)致大量的生物泡沫。通過調(diào)整溶解氧可控制由于缺氧引發(fā)的污泥膨脹；提高進(jìn)水水溫并調(diào)整泥齡，可有效地控制低水溫期由Microthrix Parvicel引發(fā)的絲狀菌型污泥膨脹和生

4、物泡沫。
　　生物倍增工藝特有的高容積負(fù)荷對(duì)有機(jī)污染物的去除效果顯著，COD出水濃度可穩(wěn)定達(dá)到或優(yōu)于城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。長污泥齡有利于富集增殖緩慢的硝化菌，對(duì)氨氮的去除率可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。生物倍增工藝具有較強(qiáng)的抗低溫、抗水質(zhì)水量負(fù)荷沖擊的能力，亦具有良好的污泥沉降性能。當(dāng)水力停留時(shí)間在12～21h之間時(shí)，其對(duì)該工藝的硝化和脫氮效能的影響不明顯。穩(wěn)定運(yùn)行期 TN平均去除率為58.24％。

5、相同 HRT和COD負(fù)荷下，氨氮負(fù)荷越低，TN去除效果越好。
　　外加乙酸鈉、葡萄糖和蔗糖等碳源對(duì)生物倍增工藝脫氮效能的影響不大，但對(duì)除磷有影響，乙酸鈉作為外加碳源效果最好；在進(jìn)水COD負(fù)荷變化不大的情況下，系統(tǒng)對(duì)TN的去除主要受反硝化過程中有機(jī)底物的限制，TN去除率和同步硝化反硝化效率均隨 COD/TN比的增大而增大，在進(jìn)水 COD/TN比≈2.9時(shí)TN平均去除率為64.89%；為保證不同水溫期工藝對(duì)氨氮的去除效果，研究了基于三

6、種水溫期的分點(diǎn)進(jìn)水流量調(diào)控方法，曝氣區(qū)和厭氧區(qū)的容積比高水溫期(25.3～26.1℃)為1:1、常水溫期(15.7～25.3℃)為1:2時(shí)、低水溫期(9.7～15.7℃)為1:3時(shí)，可實(shí)現(xiàn)生物倍增工藝低碳氮比下的最優(yōu)脫氮效果。
　　初步探討了分點(diǎn)進(jìn)水時(shí)生物倍增工藝小試反應(yīng)器內(nèi)同步硝化反硝化的機(jī)理，采用靜態(tài)試驗(yàn)研究了自養(yǎng)反硝化菌、異養(yǎng)硝化和好氧反硝化菌對(duì)工藝系統(tǒng)同步脫氮的相對(duì)貢獻(xiàn)。生物倍增工藝內(nèi)部微觀缺氧環(huán)境的存在導(dǎo)致其能夠發(fā)生反硝

7、化反應(yīng)，這是造成曝氣區(qū)總氮損失的主要原因。
　　在生物倍增工藝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，系統(tǒng)研究了生物倍增工藝曝氣區(qū)污泥濃度隨空間及時(shí)間的變化特征、曝氣區(qū)溶解氧濃度的變化特征及傳質(zhì)特征；污染物的沿程分布規(guī)律；并開展了曝氣區(qū)同步硝化反硝化脫氮效能及影響因素的研究。
　　生物倍增工藝具有良好的水力混合特性，污泥濃度在水平及垂直方向上基本一致，隨時(shí)間的變化也不明顯。污泥濃度的變化主要受工藝進(jìn)水條件和運(yùn)行條件的影響；曝氣區(qū)的溶解氧沿池寬的變化相對(duì)