厭氧-缺氧-硝化雙污泥反硝化除磷.pdf

1、氮、磷是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因。隨著水體富營養(yǎng)化問題的日益嚴(yán)重，城市污水處理廠的工藝設(shè)計必須從以單一去除有機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，占地面積大、基建投資高、運行不穩(wěn)定等缺點，因此高效節(jié)能的脫氮除磷工藝成為近年研究的熱點。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，對處理實際城市生活污水的運行參數(shù)進行了研究。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間對系統(tǒng)脫氮除磷效果的影響，并確定處理城市生活污水時各段最合理的水力停留時間及其比例；同時考察了

3、提高工藝脫氮效率的控制因素及對策以及提高進水P/N比對系統(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)定運行的最關(guān)鍵因素。厭氧段HRT對厭氧釋磷和后續(xù)的反硝化聚磷產(chǎn)生極大影響。厭氧段的HRT太長，出現(xiàn)沒有有機物吸附的無效釋磷。導(dǎo)致缺

4、氧段氮和磷的去除率并沒有因為厭氧段釋磷量的增加而提高。如果厭氧段的HRT較短，DPB在厭氧段不能完全吸收進水中的CODRB并轉(zhuǎn)化成PHA儲存，大部分COD進入硝化段被微生物好氧降解，造成硝化段好氧異養(yǎng)菌的過量繁殖，影響對氨氮的硝化能力。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)沒有足夠的PHA作為電子供體過量吸磷，脫氮除磷同時受到影響。在處理實際城市生活污水時，厭氧段HRT為2小時即可達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)，耐沖擊負荷性能較強。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HRT條件下，由于同步硝化反硝化去除的TN較多，而HRT縮短時同步硝化反硝化去除的TN明顯減少。這一點對于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，系統(tǒng)處理城市生活污水的除磷脫氮效果最好。即進水COD/TN為3.7-4.1時，系統(tǒng)對污水中溶解性PO43--P、TN和COD的去除率分別達到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，所接種的污泥沒有經(jīng)過任何馴化的情況下也沒有對DPB的缺氧吸磷產(chǎn)生

7、抑制，DPB以NO2--N為電子受體進行快速的缺氧吸磷。如果反應(yīng)器中同時存在NO2--N、NO3--N兩種電子受體，DPB會先利用NO3--N進行缺氧吸磷。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行。這是由于較高濃度的NO2--N抑制DPB負責(zé)吸磷和合成聚磷的霉系統(tǒng)，但不會對負責(zé)反硝化的霉系統(tǒng)造成任何影響。通過進行不同NO2--N濃度的沖擊試驗，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40.22mg/L時，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，缺氧吸磷完全受到抑制，反應(yīng)器內(nèi)基本沒有吸磷現(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，存在一個釋磷與吸磷的過渡區(qū)。這個過渡區(qū)的轉(zhuǎn)換與進水碳源濃度相關(guān)，還與NO2--N的濃度有關(guān)。在進水電子受體(NO2--N)濃度一定條件下，進水碳源濃度越高，從釋磷轉(zhuǎn)化為吸磷的時間就越晚。在進水COD濃度一定條件下，電子受體濃度越高，從釋磷轉(zhuǎn)化為吸磷的時間就