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A2/O污水处理技术研究和工艺介绍
发布时间:2020-03-11 01:26

1 引言(Introduction)

  目前水体富营养化已成为广受关注的环境问题.水体富营养化主要是由氮磷浓度超标所引起的.针对这一问题,要求污水处理厂的功能逐渐从单一去除有机物为目的转变为既要去除有机物又要脱氮除磷.因此,在不改变工艺基本流程的情况下,通过提高污水处理设施中微生物的富集程度来提高生活污水中污染物的去除率是在当前条件下zui行之有效的方法之一.

  反硝化除磷是一种新型低能耗的生物脱氮除磷技术,其利用反硝化聚磷微生物(DNPAOs)在缺氧环境下以硝酸盐作为zui终电子受体,以 PHB 作为电子供体,通过“一碳两用”途径来实现同步反硝化和过量吸磷.反硝化除磷缓解了反硝化过程和生物除磷过程对有机碳源需求的矛盾,以及硝化菌和聚磷菌(phosphate accumulating organisms,PAOs)所需污泥龄迥异的矛盾,因此被视为一种可持续的污水处理技术.反硝化除磷与传统生物除磷技术相比,可节省能源和资源,也正是这个原因,上述一系列工艺被誉为适合可持续发展的绿色除磷脱氮工艺.

  A2/O工艺作为当今zui常用的生物脱氮除磷工艺,已广泛应用于国内外大型污水处理厂,但是A2/O工艺的缺陷在于硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争,很难在单一系统中同时获得氮、磷的去除.陈永志等研究发现内循环对A2/O系统的反硝化除磷有影响.试验结合醛化纤维式组合填料的优势及对填料应用于生活污水脱氮除磷研究极少的现状,提出了在A2/O工艺的厌氧池、缺氧池和好氧池中添加醛化纤维式组合填料的设想,将传统活性污泥法与生物膜法相结合组成一套脱氮除磷的新系统.添加生物填料于好氧段可使池内的硝化细菌能够附着在填料上从而增加了污泥龄,提高硝化效率;缩短好氧段的停留时间,而将更长的时间用于厌氧段和缺氧段的释磷和吸磷作用,提高了除磷效率.于缺氧段可在载体环境下提高回流比,使反硝化聚磷菌富集,强化反硝化除磷现象,无需外加碳源,即可完成“超量”吸磷过程,适合低碳源污水的生化处理,使该系统能稳定运行并更好的进行脱氮除磷.

  试验采用醛化纤维作为A2/O工艺的填料应用于生活污水的处理中,与该试验前期启动完成的传统A2/O工艺在相同条件下进行对比试验研究,以及对该复合式工艺在不同硝化液回流比系统下富集菌群来提高系统反硝化除磷能力进行了分析和探讨,以期为今后A2/O工艺的改进和发展提供新的思路和方向.

  2 材料与方法(Materials and methods) 2.1 试验装置

  试验装置如图 1所示.装置由有机玻璃制成,由厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池组成.反应器总体积为52.16 L,通过隔板分为8个格室,其中第1格室为厌氧区,第2格室为缺氧区,后6格室为好氧区,三者体积比为1:1:2.隔板中间有小孔,使得泥水混合物从反应器始端到末端形成有效的推流.二沉池采用竖流式,体积为26.18 L.试验进水、回流污泥和硝化液回流流量均采用蠕动泵控制.厌氧区和缺氧区采用搅拌桨轻微搅拌使泥水充分混合.好氧区通过固定在格室底端的曝气头进行底部曝气,使曝气更加充分和均匀.曝气量通过气体流量计进行控制,使得好氧区末端的DO在2.0~3.0 mg·L- 1之间.反应器中混合液温度通过加热装置控制在21~22 ℃.3个区域内均匀地布置着醛化纤维式组合填料,体积填充率为30%.

A2/O污水处理技术研究和工艺介绍

  图 1 A2/O工艺流程 (1.进水箱;2.蠕动泵;3.厌氧区;4.缺氧区;5.好氧区;6.二沉池;7.搅拌器;8.搅拌器;9.鼓风机;10混合液回流;11.污泥回流;12.填料)

  2.2 试验条件及接种污泥

  试验运行中维持不变的条件如下:HRT为8 h,硝化液回流比为150%,污泥回流比为80%,污泥停留时间SRT通过排泥维持在15 d左右.为了使反应器较快的启动,试验采用了与A2/O工艺类似的A/O工艺的污泥作为种泥,其取自哈尔滨市文昌污水处理厂.

  2.3 试验水质及分析方法

  试验进水为模拟生活污水,通过控制不同的葡萄糖投加量达到不同 COD 值,投加 NaHCO3来控制进水的 pH.其他成分为:NH4Cl,KH2PO4,MgSO4·7H2O,CaCl2 ·2H2O.

  水质指标随不同时间段的变化出现一定的波动,试验期间水质平均指标如表 1所示.

  表 1 试验用水水质

A2/O污水处理技术研究和工艺介绍

  COD:COD-571型快速测定仪;TN:碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法;NH+4-N:纳氏试剂光度法;NOX-N:离子色谱法;TP:钼氨酸光度法;MLSS:滤纸称重法;pH值和DO:WTW340i在线监测仪;PHB:气相色谱法.

  2.4 试验用填料及填料挂膜