泥膜共生氨氧化_IFAS_Mox_污水处理技术_严莉

文章编号:1009-6825(2019)01-0180-03泥膜共生氨氧化(IFAS-Mox)污水处理技术收稿日期:2018-10-22作者简介:严莉(1989-)，女;王文昭(1982-)，男，工程师;刘伟文(1984-)，男，工程师;李功政(1980-)，男，工程师通讯作者:吴华南(1980-)，男，副研究员;张心宝(1983-)，男，工程师严莉1王文昭1，2吴华南2*刘伟文3李功政3张心宝1*(1．福瑞莱环保科技(深圳)股份有限公司，广东深圳518000;2．北京大学深圳研究生院环境与能源学院，广东深圳518000;3．深汕特别合作区环境与资源事务中心，广东深圳518200)摘要:结合活性污泥一生物膜共生和厌氧氨氧化污水处理各自的优势，设计了全新的泥膜共生氨氧化污水处理技术，采用该技术对生活污水进行深度脱氮除磷处理，最终装置稳定运行后，出水效果达到了城市污水处理厂水污染物排放一级A标准。关键词:泥膜共生，厌氧氨氧化，深度处理中图分类号:X703文献标识码:A活性污泥法［1］自1912年被提出以来，经过100多年发展，已经成为了众多污水处理技术中应用最为广泛的方法。20世纪80年代在传统活性污泥法基础上发展起来的活性污泥—生物膜共生技术［2］(IntegratedFixed-FilmActivatedSludge，IFAS)结合了活性污泥和生物膜的优势，使污水处理效果得到了提升。近年来，随着工业化和城市化程度地不断提升，城镇污水排放量和氮磷污染物不断增加，导致了生活废水中低COD质量浓度和水体富营养化的现状，而氮磷是引起水体富营养化的主要因素。随着国家众多环保政策的出台，给污水处理领域提出了更高要求，越来越多的水处理厂面临着深度脱氮除磷、脱除重金属的挑战，为了满足需求，只能依赖价格高昂的纳滤膜或者反渗透膜，然而成本往往无法承受，因此亟需能够低成本实现污水深度处理与回用的新技术。厌氧氨氧化(AnaerobicAmmoniumOxidation，Anam-mox)技术［3］由于节省能量、剩余污泥产量低、节约投资成本和运行费用的优势，在处理低碳氮比的高氨氮浓度废水方面广泛应用。本实验结合活性污泥—生物膜共生和厌氧氨氧化污水处理各自的优势，设计了全新的泥膜共生氨氧化(IFAS-Mox)污水处理技术，制成处理能力为0．5t/d的一体化污水处理装置，对装置运行过程中的悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)等数据进行跟踪分析，最终装置稳定运行后出水达到了我国GB18918—2002，城市污水处理厂水污染物排放标准一级A处理效果。1实验工艺介绍格栅除渣的生活污水在经过预曝气之后，进入一体化IFAS-Mox污水处理装置中，一体化污水处理装置中部格栅上放置经过改性的混合多孔微生物载体，工艺流程如图1所示。在经过一段时间微生物驯化富集培养之后，活性污泥在反应器中以悬浮生长的状态存在，微生物在载体表面及孔隙表面富集成膜，形成类颗粒污泥的三维立体生态结构。在活性污泥作用下，污水中的有机物被逐步降解消耗，达到去除COD的目的。经过预曝气的污水中富含溶解氧，进水流经载体所形成的颗粒污泥，在其表面形成具有高浓度溶解氧的好氧层，在载体内部，随着氧气消耗，逐渐变为厌氧状态，在溶解氧梯度变化的载体微生态坏境中，能够实现亚硝化细菌和厌氧氨氧化细菌协同共生，促进不同微生态层之间近距离物质传递，最终形成稳定的厌氧氨氧化反应达到脱氮的目的;另外，随着污水中溶解氧被消耗，沿反应器水流方向的溶解氧浓度逐渐降低，由最初的好氧状态转变为厌氧状态，在活性污泥中硝化菌和反硝化菌作用下发生硝化—反硝化反应脱除氨氮。一体化装置内活性污泥和生物膜中的亚硝化、硝化、反硝化及厌氧氨氧化菌在协同作用下，最终达到深度脱氮的效果。多孔载体对污水中的重金属、磷和难降解有机物还有吸附脱除作用，进一步提高出水水质。图1工艺流程图进水活性污泥混合填料出水1NH+40.56NO-20.84O2好氧层缺氧层0.44N2+0.12NO3厌氧氨氧化-亚硝化反应(亚硝酸菌):NH+4+1．5O2→NO－2+H2O+2H+厌氧氨氧化反应化学计量学方程式［4］:NH+4+1．32NO－2+0．066HCO－3+0．13H+→1．02N2+0．26NO－3+0．066CH2O0．5N0．15+2．03H2O硝化反应(硝化菌):NH+4+2O2→NO－3+2H++H2O反硝化反应(反硝化菌):6NO－3+5CH3OH→5CO2+3N2+7H2O+6OH－2实验过程2．1微生物载体制备选用多孔的石墨、火山岩、沸石混合物(体积比为1∶1∶1)为本实验的生物载体，对其进行酸/碱溶液浸泡腐蚀前处理过程，将多孔材料孔隙中的杂质溶解，随后用蒸馏水冲洗直至水洗液呈中性，最终填料形成了疏松多