溫度對A2-O系統(tǒng)的影響特征及脫氮除磷強化技術(shù)研究.pdf

1、城鎮(zhèn)污水排放始終是地表水的主要污染源,對其進行有效處理是保護水環(huán)境的重要措施。在北方寒冷季節(jié),污水處理系統(tǒng)的效能也會因微生物代謝水平下降而受到顯著影響,主要污染物,尤其是氮磷的達標排放受到嚴重威脅。為解決北方污水處理設(shè)施在寒冷季節(jié)處理效能低,出水達標保障率大幅下降的問題,開發(fā)低溫污水強化處理技術(shù)意義重大。本論文以具有良好脫氮除磷功能的厭氧-缺氧-好氧(A2/O)污水處理系統(tǒng)的運行為基礎(chǔ),對比了23℃和14℃條件下A2/O系統(tǒng)的處理效能,

2、探討了季節(jié)性水溫變化對系統(tǒng)處理效能的影響規(guī)律和生物學機制,并進一步研究了14℃條件下A2/O系統(tǒng)脫氮除磷效能的強化技術(shù),以期為工程技術(shù)的應用提供理論指導和技術(shù)支持。
　　A2/O系統(tǒng)在水溫為23℃和14℃條件下的啟動運行結(jié)果表明,溫度降低顯著延長了A2/O系統(tǒng)的啟動過程,且降低了系統(tǒng)的處理效能。在HRT10h、MLSS2800~3000mg/L、好氧池DO2~3mg/L、二沉池污泥回流比50％、硝化液回流比200%和SRT15d的

3、條件下,23℃運行的A2/O污水處理系統(tǒng)可在24d內(nèi)啟動成功并達到穩(wěn)定運行狀態(tài),而在14℃條件下運行的系統(tǒng),其啟動過程則需要28d。當系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行時,23℃和14℃的系統(tǒng)均能保持87%和92%以上的COD和TP去除率,能夠滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準的要求。但在14℃條件下,即便通過污泥回流比和硝化液回流比的優(yōu)化,系統(tǒng)出水NH4+-N和TN仍不能滿足排放要求。對于北方寒冷季節(jié)的A2/O污

4、水處理系統(tǒng)的運行管理,應重點關(guān)注對NH4+-N氧化能力的調(diào)控。
　　溫度的季節(jié)性降低對A2/O系統(tǒng)的處理效能具有顯著影響。在水溫從23℃階段性降為18℃、14℃和11℃的過程中,A2/O系統(tǒng)對污染物的去除效能總體表現(xiàn)為下降趨勢。但是,即便是在11℃的條件下,系統(tǒng)出水COD和TP仍能滿足GB18918-2002一級A標準。而溫度降低到14℃以下時,系統(tǒng)對NH4+-N和TN的去除效能明顯下降,甚至無法達標排放。對系統(tǒng)活性污泥微生物的檢

5、測發(fā)現(xiàn),活性污泥微生物群落隨著季節(jié)性溫度變化發(fā)生了演替,在特定溫度下均能檢測到新的優(yōu)勢菌群的出現(xiàn)。盡管溫度下降從整體上降低了活性污泥的代謝能力,但新的優(yōu)勢菌群的出現(xiàn),從一定程度上彌補了活性污泥在低溫條件下代謝能力的不足,使系統(tǒng)在14℃~18℃的較低溫度下仍能表現(xiàn)出良好的污染物去除效能。然而,這一“補償作用”是有一定限度的,當水溫降低到14℃以下時,盡管也有新的耐冷菌群出現(xiàn),但系統(tǒng)的整體處理效能仍然受到了很大限制,尤其是增殖緩慢的硝化細菌

6、和反硝化細菌,當溫度下降時,其代謝能力受到嚴重影響,造成系統(tǒng)出水NH4+-N和TN無法達標。
　　馴化培養(yǎng)耐冷功能菌群并以其對A2/O系統(tǒng)進行生物強化,是提高低溫條件下污水處理效能的有效途徑。以3.24%(w/w)的比例向14℃運行A2/O系統(tǒng)投加耐冷硝化功能菌群,可使系統(tǒng)的NH4+-N和TN去除率從強化前的65%和59.4%提高到72.8%和67.2%,COD去除率也由88%提高到了91%?？梢?耐冷硝化功能菌群的投加,不僅提高

7、了系統(tǒng)的脫氮效率,同時也提高了COD去除能力。
　　根據(jù)生物脫氮除磷的基本原理,設(shè)計出具有厭氧(包括缺氧)和好氧生物相分離功能的雙污泥旁路A2/O改良工藝,中間沉淀池和厭氧釋磷池的增設(shè),顯著提高了A2/O系統(tǒng)的脫氮除磷效能。在HRT10h、中間沉淀池污泥回流比50%、好氧污泥厭氧釋磷12h、厭氧釋磷池污泥回流比控制在75%等優(yōu)化條件下,改良A2/O系統(tǒng)在14℃運行時,其出水COD、NH4+-N、TN及TP平均濃度分別為20mg/L