双污泥反硝化除磷系统中氨氮容积负荷的优化-刘青松-彭永臻-侯锋-张为堂-刘晔-王

第29卷第21期农业工程学报Vol.29No.211942013年11月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringNov.2013双污泥反硝化除磷系统中氨氮容积负荷的优化刘青松1，彭永臻1※，侯锋2，张为堂1，刘晔1，王淑莹1（1.北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复重点实验室，北京100124；2.北京北华清创环境科技有限公司，北京100124）摘要：农村生活污水具有处理量小，分散，日变化系数大等特点，分散处理成为农村污水处理的首要选择。该研究采用AAO工艺与BAF组成的双污泥反硝化除磷系统（anaerobicanoxicoxic-biologicalaeratedfilter，AAO-BAF）处理农村生活污水，探讨了氨氮容积负荷对该系统BAF单元硝化性能及出水悬浮物（SS）的影响。通过改变水力负荷和有效滤料容积（即方式1和方式）2种方式，氨氮容积负荷在0.43～1.21kg/(m3·d)之间变化。试验结果表明，随着氨氮容积负荷的增加，氨氮去除率呈现先缓慢降低后急剧减小的趋势，不同的是，出水SS对方式1（即水力负荷的变化）更敏感。当氨氮容积负荷在0.43～1.12kg/(m3·d)时，氨氮去除率大于81%；当氨氮容积负荷大于1.12kg/(m3·d)，氨氮去除率急剧降低，氨氮容积负荷为1.21kg/(m3·d)，2种运行方式的氨氮去除率分别为65%和68%。当氨氮容积负荷小于0.74kg/(m3·d)时，出水SS小于10mg/L；当氨氮容积负荷大于0.74kg/(m3·d)时，出水SS急剧增加，但方式1增加得更快，氨氮容积负荷增加到1.21kg/(m3·d)时，方式1和方式2的出水SS分别为21.8和14.2mg/L。所以，为保证BAF出水水质达到国家一级A排放标准，其氨氮容积负荷应小于0.74kg/(m3·d)。关键词：农村地区，污水处理，氨，氮，双污泥反硝化除磷系统，容积负荷，水力负荷doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.21.025中图分类号：X703.1文献标志码：A文章编号：1002-6819(2013)-21-0194-07刘青松，彭永臻，侯锋，等.双污泥反硝化除磷系统中氨氮容积负荷的优化[J].农业工程学报，2013，29(21)：194－200.LiuQingsong,PengYongzhen,HouFeng,etal.Optimizationofammoniumvolumetricloadingintwo-sludgedenitrifyingphosphorusremovalprocess[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2013,29(21):194－200.(inChinesewithEnglishabstract)0引言目前，大量农村生活污水未经处理直接排放，对水环境造成严重污染，其中氮磷等营养物质的超标是引起水体富营养化的重要原因[1-3]。农村村庄分散，人口分布不集中，污水收集管网缺乏，使得农村污水难以收集、处理和回用。因此，分散处理成为农村污水处理的首要选择[4-7]。AAO-BAF双污泥反硝化除磷系统是一种新型高效的生物脱氮除磷工艺。它将AAO工艺与BAF工艺相结合，应用反硝化除磷技术，不仅有效利用了原水中的碳源，还解决了传统AAO工艺运行过程中聚磷菌与硝化菌污泥龄矛盾等问题，有利于提高脱氮除磷系收稿日期：2013-07-14修订日期：2013-10-03基金项目：国家863计划项目（2012AA063406）；北京市教委科技创新平台项目作者简介：刘青松（1987－），女，主要研究方向为污水处理新理论与新技术。北京北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复重点实验室，100124。Email：qingsongxiwang@126.com※通信作者：彭永臻（1949－），男，博士生导师，主要研究方向：污水的生物处理法和过程控制。北京北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复重点实验室，100124。Email：pyz@bjut.edu.cn统的效率和稳定性[8-10]。同时，由于AAO-BAF系统具有处理效率高，占地面积小，运行费用低，管理方便等优势，对处理水量小、分散、日变化系数大的农村生活污水处理尤为适用，具有广泛的应用前景[11-13]。BAF作为双污泥系统的重要组成部分，其工艺参数优化关系到系统的高效稳定运行。氨氮容积负荷是BAF最重要的控制参数之一，在降低能耗的基础上，寻找最佳的氨氮容积负荷，可以增加处理容量并节省空间与成本，从而发挥反应器最大限度的单位处理能