低溶解氧对A_2_O工艺脱氮的影响_朱灵峰

第33卷第5期人民黄河Vol.33,No.52011年5月YELLOWRIVERMay,2011【水资源】低溶解氧对A2/O工艺脱氮的影响朱灵峰,刘丽丽,吴波,张召跃,张乐,陈静,张润涛(华北水利水电学院环境与市政工程学院,河南郑州450011)摘要:采用A2/O反应器,通过控制不同的溶解氧浓度来设定3种工况,对比各工况的出水水质。结果表明:低氧工况比高氧工况节省了52.6%的曝气能量,对TN的去除率提高了约12%;低氧条件降低了污泥的硝化性能,但仍能将NH+4-N硝化,使出水NH+4-N浓度低于2mg/L。关键词:A2/O反应器;溶解氧;硝化;污水处理中图分类号:X703.1文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2011.05.021A2/O工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic)即厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺,是目前城市污水处理厂广泛应用的脱氮除磷工艺之一。能耗大、运行费用高,很大程度上阻碍着我国污水处理厂的建设,已成为城市污水处理的瓶颈[1-2]。城市污水处理厂电耗占总能耗的60%～90%,是污水处理厂最主要的能耗[3-4],因此是节能研究的重点。1试验方法试验水样为北京某A2/O工艺污水处理厂曝气沉沙池出水。进水量设定为4.0L/h,厌氧池、缺氧池、好氧1段、好氧2段和好氧3段的水力停留时间HRT分别为1.5、3.0、3.0、4.5h和3.0h,总HRT为15h。主要运行参数MLSS为2000～3000mg/L,内回流比为200%,外回流比为80%,SRT为12～15d,每天间歇排泥两次,温度用加热棒控制在(25±1)℃。试验在小试反应器(见图1)运行中,设计了DO控制的3种工况(见表1),通过调节曝气强度控制各段的DO。图1A2/O反应器示意DO采用便携式溶解氧分析仪测定,COD采用重铬酸钾标准方法测定,NH+4-N采用次氯酸钠-水杨酸法测定,TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定[5]。表13种工况下曝气段的DO控制量mg/L工况好氧1段好氧2段好氧3段工况12.0～3.02.0～3.02.0～3.0工况21.0～2.01.0～2.02.0～3.0工况30.5～1.00.5～1.02.0～3.02试验结果与讨论2.1DO对NH+4-N去除效果的影响3种工况下小试A2/O工艺对NH+4-N去除效果见图2。工况1、2对NH+4-N的去除效果没有明显差别,进水的NH+4-N浓度有波动,但出水浓度均可稳定在2mg/L以下,去除率达95%。工况3后期出水出现了较大波动,其原因是反应器运行维护过程中出现了一些问题,好氧池内没有曝气,氨氮出水超标,只要恢复设定的DO值,立即可以使氨氮出水降到5mg/L以下。在0.5～1.0mg/L的低溶解氧情况下,保持目前曝气池的长度,氨氮可以完全硝化。图2NH+4-N的去除效果2.2DO对COD去除效果的影响3种工况下小试A2/O工艺COD去除效果见图3。对于收稿日期:2010-09-02基金项目:河南省科技攻关项目(072102190024)。作者简介:朱灵峰(1958—),男,河南内乡人,教授,博士,主要从事环境污染与防治方面的科研工作。E-mail:zhulingfeng@ncwu.edu.cn·46·COD的去除效果,工况1的去除率最高,平均达89%,最高去除率为100%(未检测到出水的COD,达到了一级A标准);工况2出水COD浓度为40～70mg/L,平均去除率为80%;工况3的平均去除率比工况2略高,但出水COD浓度比工况2高。工况2、3的出水COD能达到一级B标准,3种工况的平均去除率都超过80%。图3COD的去除效果2.3DO对TN去除效果的影响3种工况下小试A2/O工艺的TN的去除效果见图4。图4TN的去除效果3种工况出水总氮含量均为20～30mg/L,平均去除率分别为46%、59%、58%。工况1整个好氧段的DO值为2.0～3.0mg/L,使得内回流携带较大量的DO进入缺氧池,在一定程度上影响了反硝化效果;且由于DO总体过高,污泥被过度氧化,因此有一定量的内源氮放出,从而出水总氮较高,去除率较低。工况2将好氧1、2段的DO调整为1.0～2.0mg/L,使得系统对TN的去除效果有了一定的提高,最高去除率达到62%,平均比工况1的TN去除率提高了13%。工况3将好氧1、2段的DO进一步降低为0.5～1mg/L,但没有明显增强TN的去除效果,出水TN浓度仍然超过20mg/L,比工况1的TN去除率提高了约12%,但低于工况2的TN去除率。氨氮出水很容易达到一级A标准,说明系统硝化性能非常好;但出水总氮浓度较高,说明系统反硝化性能较差。以上两点说明小试系统的硝化性能和反硝化性能没有达到最佳的平衡点。3不同工况下的曝气状况3种工况下