雙污泥-誘導(dǎo)結(jié)晶工藝處理生活污水特性及工藝優(yōu)化研究.pdf

1、雙污泥反硝化除磷系統(tǒng)，有效解決了傳統(tǒng)脫氮除磷工藝中單一污泥體系所造成的泥齡矛盾、碳源和溶解氧競爭等多種問題。誘導(dǎo)結(jié)晶工藝可高效回收污水中的磷資源，產(chǎn)物純度高、易分離，可直接用于工業(yè)生產(chǎn)。為此，本研究將反硝化聚磷理論和誘導(dǎo)結(jié)晶理論相結(jié)合，旨在得到高品質(zhì)磷回收產(chǎn)物的同時(shí)降低生物除磷負(fù)荷，在低碳源、低能耗條件下取得穩(wěn)定的脫氮除磷效果和較高的磷回收率，實(shí)現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)雙重效益。
　　污泥的成功富集培養(yǎng)是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提，硝化污泥經(jīng)過近35

2、d的馴化，氨氮的去除率由16.30％逐漸上升并穩(wěn)定在99％以上，平均硝化速率為2.10mgN/(gMLSS·h)。反硝化聚磷污泥經(jīng)過先厭氧/好氧(20d)，后厭氧/缺氧/好氧模式(60d)馴化，缺氧聚磷量占總聚磷量達(dá)到97.5％以上。批次實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，未經(jīng)強(qiáng)化培養(yǎng)的好氧聚磷菌已具有一定的反硝化聚磷能力。相較于胞外碳源，微生物以內(nèi)碳源進(jìn)行反硝化和聚磷的速率最快，達(dá)到7.41mgN/(gMLSS·h)，為3.63 mgP/(gMLSS·h)

3、。
　　在氮磷比不同的人工配水以及生活污水為進(jìn)水條件下，對比考察A2N-SBR(Anaerobic Anoxic/Nitrification-SBR)、A2N-IC-SBR(Anaerobic Anoxic/Nitrification/Induced Crystallization-SBR)及A2N-IC2-SBR(Anaerobic-Anoxic/ Nitrification/Secondary Induced Crystall

4、ization-SBR)工藝的脫氮除磷穩(wěn)定性及磷回收效果。結(jié)果表明在進(jìn)水COD為117～267mg/L、氨氮為16～39mg/L、TP為2～16mg/L的范圍內(nèi)，三組工藝對COD、氨氮和總氮的去除效果基本相同，平均去除率分別在89％、94％和83％左右，氮磷比的降低以及化學(xué)除磷的增加并沒有對反硝聚磷菌吸收有機(jī)物和脫氮作用產(chǎn)生顯著影響。A2N-IC-SBR和A2N-IC2-SBR的除磷效果和穩(wěn)定性優(yōu)于A2N-SBR。通過增加兩級誘導(dǎo)結(jié)晶柱

5、，結(jié)晶磷回收率、化學(xué)除磷量占總除磷量的比例分別上升至82％～90％和25％～27％，聚磷量/釋磷量顯著下降，生物除磷負(fù)荷得以減輕。然而在處理實(shí)際生活污水時(shí)，一級誘導(dǎo)結(jié)晶柱的磷回收率較人工配水時(shí)下降了約20％，波動性更加明顯，而二級結(jié)晶總回收率仍可達(dá)80％左右，體現(xiàn)了多級誘導(dǎo)在磷資源回收中的優(yōu)勢。
　　在進(jìn)水磷濃度為20mg/L條件下，粒徑較小的晶種（100～150目）在適宜曝氣量下(250L/h)可取得較好磷回收效果，回收率和均相

6、結(jié)晶率為64.53％和3.45％。進(jìn)水中含有的堿度，有利于曝氣提升pH值和羥基磷酸鈣的結(jié)晶回收。曝氣提升厭氧和硝化上清液的pH值，證實(shí)兩者初始pH、pH提升速率以及最終pH值差距不大，但硝化上清液更加清澈，因此將誘導(dǎo)結(jié)晶柱串聯(lián)于硝化池后具有可行性。對改進(jìn)位置后的結(jié)晶反應(yīng)器進(jìn)行投藥量優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，[Ca2+]/[PO43-P]摩爾比為2∶1～3∶1回收效果較好。工藝改進(jìn)后，一級誘導(dǎo)結(jié)晶單元達(dá)到67.5％的磷回收效率。然而，優(yōu)化后的工

7、藝對二級誘導(dǎo)結(jié)晶柱的磷回收率改善并不明顯，總回收率與優(yōu)化前相接近，為78.0％左右。
　　在缺氧段后增加短時(shí)曝氣，有助于進(jìn)一步提高系統(tǒng)對磷和氨氮的處理效果，同時(shí)在后置曝氣階段還可能發(fā)生一定量的同步硝化反硝化作用，具有一定的總氮去除效果。而延長后置曝氣段HRT可能會引起系統(tǒng)內(nèi)微生物種群的變化，不利于反硝化聚磷菌保持良好的的厭氧釋磷，缺氧聚磷和好氧聚磷性能。在保證系統(tǒng)脫氮除磷效果的前提下，宜保持較短的后置曝氣時(shí)間，在本實(shí)驗(yàn)條件下，宜采