高MLSS条件下A_2_O工艺处理低碳城市污水的研究_贾涛

第４９卷第２期东北师大学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４９Ｎｏ．２２０１７年６月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｊｕｎｅ２０１７［文章编号］１０００－１８３２（２０１７）０２－０１６３－０６［ＤＯＩ］１０．１６１６３／ｊ．ｃｎｋｉ．２２－１１２３／ｎ．２０１７．０２．０２９［收稿日期］２０１５－０８－２８［基金项目］国家水体污染控制与治理科技重大专项项目（２０１４ＺＸ０７２０１－０１１－００４－２）；国家自然科学基金资助项目（５１５７８１１８，５１４７８０９６，５１５０８０７９）；吉林省自然科学基金资助项目（２０１５０１０１０７２ＪＣ）．［作者简介］贾涛（１９８３—），男，硕士研究生；通讯作者：王艺（１９７８—），女，博士，讲师，主要从事污水处理与资源化研究．高ＭＬＳＳ条件下Ａ２／Ｏ工艺处理低碳城市污水的研究贾涛１，２，王天竹２，３，周康２，３，王洪宁２，３，郭树君２，４，邵徳武２，４，边德军２，王艺２，３，朱遂一２，３（１．河北省环境地质勘查院，河北邢台０５００２２；２．东北师范大学环境学院，吉林省城市污水处理与水质保障工程研究中心，吉林长春１３０１１７；３．中国市政工程东北设计研究总院有限公司，吉林长春１３００２４；４．中石油吉林石化公司１０９污水处理厂，吉林吉林１３２０２２）［摘要］对比研究了常规与高ＭＬＳＳ（混合液悬浮固体浓度）条件下，Ａ２／Ｏ（厌氧—缺氧—好氧）工艺对低碳城市污水中有机物的去除效率和脱氮、除磷的效率．结果表明：常规ＭＬＳＳ条件下，由于废水中碳源不足影响了缺氧段的反硝化效率，导致部分时段出水总氮质量浓度超标．提高Ａ２／Ｏ工艺的ＭＬＳＳ达到（５０００±５００）ｍｇ／Ｌ，有机物去除效果基本不变，但出水总氮质量浓度明显下降（均值达到９．５ｍｇ／Ｌ），且好氧段硝化效果轻微增强．但受高ＭＬＳＳ条件下污泥龄长导致污泥产量低的影响，除磷效果下降，出水总氮升高．继续降低好氧段ＤＯ（溶解氧）浓度，并不会影响高ＭＬＳＳ条件下Ａ２／Ｏ工艺的硝化和反硝化效果．［关键词］Ａ２／Ｏ；活性污泥；脱氮；除磷；城市污水［中图分类号］Ｘ７０３．１［学科代码］６１０．３０２０［文献标志码］ＡＡ２／Ｏ（厌氧—缺氧—好氧）工艺通过空间布局在３个不同区域分别实现释磷、反硝化、硝化与吸磷功能［１］，具有良好的生物脱氮、除磷效果，广泛应用于我国城市污水处理．理想条件下的Ａ２／Ｏ工艺中，进水中部分碳源在厌氧区被转化成聚－β－羟基链烷酸酯（ＰＨＡｓ）储存在微生物体内［２］，剩余碳源进入缺氧区作为电子供体参与异氧反硝化细菌的脱氮．然而部分季节的城市污水中有机物含量较少，Ｃ／Ｎ比相对较低而难以满足反硝化菌和聚磷菌对碳源的需求［３］，降低了Ａ２／Ｏ工艺的脱氮除磷效率，导致出水不能达到国家一级Ａ标准．将Ａ２／Ｏ工艺的缺氧区置于厌氧区前［４－５］，可增加一个缺氧段［６］，这种增加缺氧区碳源来提高脱氮效率的改进方法，可以强化Ａ２／Ｏ工艺的脱氮、除磷效能．与此相比，根据水质特点通过调控回流比［７－９］、溶解氧（ＤＯ）质量浓度［１０－１１］、水力停留时间（ＨＲＴ）［１２］等参数来提高既有污水厂脱氮、除磷的稳定性显得更为有效，如根据缺氧段硝酸盐浓度控制混合液回流比，强化异氧反硝化脱氮［８－９］；开展分段进水来提高缺氧段外源碳浓度，减少缺氧段有机物含量低对反硝化细菌的影响［１２］；降低好氧段末端ＤＯ质量浓度实现硝化反硝化，降低出水中硝酸盐浓度［１０－１１］等等．一些研究［３，１３－１４］发现，在长期处理低浓度城市污水的Ａ２／Ｏ系统中，存在反硝化细菌以摄取的ＰＨＡｓ为碳源在缺氧条件下完成硝酸盐还原的情况，但仍存在反硝化速率不高导致脱氮效率低下的问题．本实验通过提高Ａ２／Ｏ工艺中混合液悬浮固体浓度（ＭＬＳＳ）值，研究了低浓度城市污水处理系统的脱氮、除磷性能，进一步控制好氧段ＤＯ质量浓度，探索了低ＤＯ对高ＭＬＳＳ条件下Ａ２／Ｏ工艺运行的影响．东北师大学报（自然科学版）第４９卷１实验材料与方法１．１实验装置Ａ２／Ｏ装置为有机玻璃材质，有效容积为７．４Ｌ，依流程分为厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区，如图１所示．在厌氧区和缺氧区增设搅拌装置来强化混合效率；好氧区底部设置曝气管，通过转子流量计控制曝气量，达到向水中充氧的目的．图１Ａ２／Ｏ工艺流程图１．２装置运行方案Ａ２／Ｏ装置所用的污水取自长春市某污水处理厂初沉池出口，接种污泥取自污泥车间的干污泥．在运行过程中，污水与回流污泥一起进入厌氧区，进行厌氧反应；然后流入到缺氧区，同时进入该段的还有好氧区回流的混合液，实现脱氮及反硝化除磷；接着流入好氧段，在好氧条件下进一步去除水中有机物；最后流入沉淀区完成泥水分离．使用蠕动泵控制进水量、混合液回流量和污泥回流量．整个系统