溶解氧对多段式生物接触氧化法脱氮除磷的影响_孙鹏展

第19卷第23期2019年8月1671—1815(2019)0023-0341-06科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVol.19No.23Aug．20192019Sci.Tech.Engrg.引用格式:孙鹏展，吴俊奇，康利民．溶解氧对多段式生物接触氧化法的脱氮除磷的影响［J］．科学技术与工程，2019，19(23):341-346SunPengzhan，WuJunqi，KangLimin．Effectofdissolvedoxygenonnitrogenandphosphorusremovalbymulti-stagebiologicalcontactoxida-tion［J］．ScienceTechnologyandEngineering，2019，19(23):341-346溶解氧对多段式生物接触氧化法脱氮除磷的影响孙鹏展1吴俊奇1*康利民2(北京建筑大学环境与能源工程学院1，北京100044;宁波市城建设计研究院有限公司2，宁波315012)摘要以碳氮比(C/N)为2.7左右的实际生活污水为处理对象，通过调整系统曝气量，研究了溶解氧对多段式生物接触氧化法脱氮除磷系统运行性能的影响。结果表明，设定的5组溶解氧条件下，处理效果与前、后段溶解氧浓度差异有关。当前段溶解氧为3～4mg·L－1，后段溶解氧为4～5mg·L－1时，化学需氧量(chemicaloxygendemand，COD)、总氮(totalnitrogen，TN)的去除率90%、81%，满足GB18918—2002污水排放一级A标准，装置污泥量很少，没有剩余污泥排放总磷(totalphosphorus，TP)去除效果稍差。通过对装置生物多样性和生物膜质量的分析，表明溶解氧浓度的差异性变化，为生物膜上微生物同步硝化反硝化创造了条件。关键词溶解氧脱氮除磷生物接触氧化法高氨氮中图法分类号X703;文献标志码A2019年1月2日收到第一作者简介:孙鹏展(1994—)，男，汉族，硕士研究生。研究方向:水处理理论与技术。E-mail:sunpz79@163．com。*通信作者简介:吴俊奇(1960—)，男，汉族，教授。研究方向:污水回用技术、水处理理论与技术。E-mail:wujunqi@bucea．edu．cn。随着国家现代化的和城镇化进程的加快，氮和磷的过量排放引起水体富营养化已成为人们关注的焦点，研究和开发高效的脱氮除磷工艺迫在眉睫［1，2］。生物接触氧化技术研究和应用起始于20世纪初，广泛用于工业污水及高负荷生活污水处理［3—5］，以及给水水源处理［6—8］。生物接触氧化法具有能耗低、高效、抗冲击负荷强等特点［9］，在污水中广泛应用。随着填料的开发和污水处理技术的发展，生物接触氧化法不断在改良［10］，研究了多段式生物接触氧化装置，重点探究溶解氧(DO)浓度对生物接触氧化装置脱氮除磷影响，为实际工程提供有益的启示。1材料与方法1.1实验装置试验装置主体反应器采用有机玻璃制成，外形为长方体形。试验装置示意图见图1。内部尺寸;长为100cm，宽30cm，高45cm，有效容积为90L。一共有13格，其中前12格装满了填料，为多段式生物接触氧化装置的主反应区，最后一格为斜板沉淀池。反应器前端设配水箱，原水经过蠕动泵从配水箱进入反应器第1格上部，从第1格底部流入第2格，再经过第2格上部溢流堰流入第3格，循环往复，依次流入第12格后，经过第12格溢流口流入沉淀池。进水流量为90L·d－1，反应器总的水力停留时间为24h。由空压机进来的压缩空气经过空气转子流量计进行调节并控制总空气量，空气量在通过分气缸分配到装置。前12格每格布设一个砂结曝气头进行微量曝气，调节分气缸阀门来控制每格曝气量的大小，进而调节每格溶解氧，为生物膜的微生物提供氧气。1.2填料特性生物接触氧化的关键在于生物填料，填料的选择对微生物的生长和繁殖以及传质效率都有着重要的影响［11］。此外，填料的挂膜特性不仅影响硝化效果，而且与基建费用、运行成本等密切相关［12］。多段式生物接触氧化装置利用的填料是卷曲率最高的纤维填料之一，填料微观结构如图2所示。此填料可以给缺氧、好氧微生物提供良好的载体，以便提供最大的污泥负载量，同时利用载体上的缺氧、好氧的环境，最终达到同步硝化反硝化脱氮效果。所用填料材质为改性尼龙，改性后附着力提高3倍以上，采用特殊纺丝工艺，纤维单丝结构呈内凹三角形，三角形末端直径不大于10nm，主丝为微米或纳米级，横纵比大于2500∶1，比表面积大于20000m2·kg－1，幅宽1500mm，单幅跨度500mm，最小附着量1为过滤网，2为泄空阀，3为调节池，4为蠕动泵，5为特制曝气头，6为实验底座，7为沉淀池，8为排泥阀，9为流量计，10为空压机，11为曝气阀门