一体化A_n_O工艺处理市政污水的中试研究_蔡健明

DOI:10.3876/j.issn.1000-1980.2010.02.007收稿日期:2009-03-13基金项目:国家科技支撑计划(2006BAC19B01);江苏省自然科学基金(BK2007181);2008年度高等学校科技创新重大培育基金(708047)作者简介:蔡健明(1983—),男,浙江宁波人,硕士,主要从事污水处理技术研究.E-mail:caihhu@126.com一体化An/O工艺处理市政污水的中试研究蔡健明1,操家顺1,2,侯晓帮2,张玉涛2(1.河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心,江苏南京210098;2.河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,江苏南京210098)摘要:以污水厂初沉池出水作为研究对象,考察了常温(8～20℃)条件下,处理规模为5m3/h的一体化厌氧/好氧生物反应器同步脱氮除磷的效果.试验中,系统脱氮始终存在同步硝化反硝化现象.通过低氧条件下亚硝酸盐的富集,系统进入稳定脱氮期.在稳定脱氮期,反应器出水亚硝酸盐平均累积率达82.52%,系统脱氮以亚硝酸盐型同步硝化反硝化的方式为主,实现了短程同步脱氮及磷和有机物的协同去除.TN,TP和COD平均去除率分别为77.4%,87.7%和90.4%.在该研究条件下,DO质量浓度的最佳控制范围是(0.25±0.10)mg/L.关键词:厌氧/好氧生物反应器;短程硝化;同步硝化反硝化;亚硝酸盐积累;污水处理中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1000-1980(2010)02-0154-06目前国内外对于活性污泥工艺脱氮的研究主要集中在脱氮新技术上,短程硝化[1-3]和同步硝化反硝化(SND)[4-6]是其中的两大热点.对于两者的结合,即亚硝酸盐型同步硝化反硝化(短程同步脱氮),由于其节能优势突出,近年来也有了大量的研究报道[7-9].但目前的研究尚存在几点问题:(a)研究主要集中在序列间歇式活性污泥法(SBR)等间歇流形式[10-11],而对连续流的研究甚少[12-13];(b)主要采用人工配水的形式[14-16],对于实际废水的研究也仅限于高碳氮比的水质条件[17-18];(c)大都停留在实验室小试阶段,大规模的试验鲜有报道;(d)主要针对脱氮进行研究,基本不考虑除磷的要求,这对同步脱氮除磷的现实需求帮助不大.An/O模式是活性污泥法最基本的形式,一般认为主要以除磷为主,由于没有缺氧功能区,对脱氮的能力有限.一体化An/O工艺是集厌氧/好氧(低氧)生物反应器和沉淀池为一体的活性污泥工艺,是传统A2O工艺的改良和变形(将缺氧和好氧功能区合并成为一个低氧曝气区).本文以无锡市芦村污水处理厂初沉池出水作为研究对象,采用最基本的厌氧/好氧活性污泥模式处理实际市政污水,在好氧(低氧)区发生了同步硝化反硝化脱氮.通过维持低溶解氧,实现了对亚硝酸盐的逐步累积,并最终实现了高效的短程同步脱氮及磷和有机物的协同去除.1试验材料与方法1.1中试装置试验的中试装置为一污水处理的活性污泥系统,采用一体化设计,将斜板沉淀与生物反应池连成一体.装置由集装箱改造而成,外形尺寸为:12.03m×2.35m×2.39m(长×宽×高),有效水深为2.19m,生物池有效容积约为58m3(图1).试验采用潜水泵进水,由空气提升器(风量仅占总鼓风量的5%～15%)代替传统的循环泵实现混合液内回流(内回流比r=3～4)和污泥回流(污泥回流比R=0.5).曝气区底部采用布满整区的长条曝气软管,并在末端设置在线溶氧仪.通过设定DO浓度范围,从而调节变频鼓风机风量.进水流量控制在5m3/h,水力停留时间(HRT)为11h左右.1.2试验用水试验采用无锡市芦村污水处理厂三期初沉池出水作为中试装置进水.试验期间进水水质指标见表1.第38卷第2期2010年3月河海大学学报(自然科学版)JournalofHohaiUniversity(NaturalSciences)Vol.38No.2Mar.2010图1中试装置平面示意图Fig.1Planeofpilotreactor表1中试进水水质Table1CharacteristicsofwastewaterforpilotstudiespH值ρ(COD)/(mg·L-1)ρ(SS)/(mg·L-1)ρ(BOD5)/(mg·L-1)ρ(TN)/(mg·L-1)ρ(NH3-N)/(mg·L-1)ρ(NO-3-N)/(mg·L-1)ρ(NO-2-N)/(mg·L-1)ρ(TP)/(mg·L-1)范围平均值范围平均值范围平均值范围平均值范围平均值范围平均值范围平均值范围平均值范围平均值6.92～7.837.49161～948393100～60830367.7～370144.521.3～70.043.111.5～51.531.10.