微孔曝气变速氧化沟运行及污泥硝化性能恢复

硝化能力会受到明显抑制［11］。冬季运行期间，水温为9～12℃，活性污泥的硝化能力受到抑制，导致出水氨氮浓度出现波动。第400天后，随着水温的升高，硝化细菌的活性提高，硝化能力恢复，此时出水氨氮浓度又趋于平稳。系统出水TN和TP的平均浓度分别为11．42和0．29mg/L，平均去除率分别为81%和94%。进水TP浓度波动范围大，略高于常规污水厂的进水TP浓度，但出水TP基本保持在0．5mg/L以下，这说明系统中的活性污泥具有较强的除磷能力。2.2反硝化除磷为了考察聚磷菌的活性，专门开展了磷速率测定试验。具体操作如下:在厌氧状态下，向曝气末期活性污泥中投加乙酸基质进行厌氧释磷，在乙酸基质消耗殆尽之后，将厌氧污泥分为两部分，一部分在曝气条件下进行好氧吸磷，另一部分在搅拌条件下进行缺氧吸磷。图2为活性污泥的释磷和吸磷过程，整个过程中温度控制在(25±1)℃。图2厌氧/好氧和厌氧/缺氧条件下的释磷和吸磷过程Fig．2Phosphorusreleaseanduptakeunderanaerobic/aerobicandanaerobic/anoxicconditions由图2可知，在厌氧开始的1h内，释磷量迅速增加。取厌氧释磷过程的前四个点进行线性拟合，计算得到最大释磷速率为7．49mgP/(gVSS·h)。随后的2．5h，释磷曲线逐渐趋于平缓，并在3．5h获得最大值为11．35mg/L。Zhang等［7］研究了10个污水处理厂的生物除磷系统，厌氧释磷速率为0．22～7．9mgP/(gVSS·h)，其中除磷效果最好的杭州七格污水处理厂的厌氧释磷速率最大，本系统的测定值［6．35mgP/(gVSS·h)］与之接近。Jans-sen等按照释磷或吸磷速率将生物除磷系统分为中等(＜3)、良好(3～7)、优(＞7)三个等级，显然，微孔曝气变速氧化沟中试系统为良好。经拟合，缺氧吸磷速率(qa)和好氧吸磷速率(qo)分别为2．01和3．17mgP/(gVSS·h)。Kuba指出，缺氧吸磷量与好氧吸磷量的比值可以用来衡量DPBs在PAOs中的相对含量。研究表明，不同工艺、规模的活性污泥系统的qa/qo值也不相同。Ku-ba等在实验室富集聚磷菌的小试系统中测得该值为0．9;白少元等的研究显示，外设厌氧池的Carrou-sel氧化沟工艺和A2/O工艺的qa/qo值分别为0．57和0．27［12］;Monclus等测得UCT－MBＲ中试系统的qa/qo值为0．41［13］。数据显示微孔曝气变速氧化沟中试系统中qa/qo的平均值为0．61，即DPBs占PAOs的61%，说明系统内发生了明显的反硝化除磷现象(见表2)。表2释磷及吸磷速率Tab．2SummaryofphosphorusuptakeandreleasemgP·g－1VSS·h－1项目5月6月7月8月9月均值最大释磷速率6．035．697．436．685．936．35好氧吸磷速率4．393．593．233．702．313．44缺氧吸磷速率2．522．602．422．260．952．152.3硝化性能恢复在2013年8月—10月，中试系统硝化效果稳定，出水氨氮和TN分别在1mg/L和15mg/L以下。自2013年11月15日起，出水氨氮浓度出现超标，最高可达16mg/L。究其原因，11月初回流系统经常堵塞，二沉池的活性污泥随出水流失严重，从而使系统内的污泥浓度大幅降低，造成污泥氨氮负荷过高，最终导致出水氨氮、TN浓度超标。从以上分析可知，出水氨氮超标是由硝化细菌数量的大幅减少引起的。据此并结合相关文献［14］采取以下解决措施:经常清理回流泵，避免二沉池污泥大量流失;减小进水量，降低进水负荷;减少排泥量，加大回流量，尽快提高污泥浓度;加大曝气量，提高AOB的活性。中试系统污泥硝化恢复过程持续100d，依据活性污泥氨氧化速率(AUＲ)随时间的变化，将此过程分为正常运行阶段(Ⅰ)、调试阶段(Ⅱ)、稳定阶段(Ⅲ)，如图3所示。第Ⅰ阶段，系统处于稳定运行阶段，出水氨氮＜0．5mg/L，去除率在98%以上。游佳［8］和刘长青等［15］指出，活性污泥系统稳定运行时污泥AUＲ稳定在4．0～6．0mgNH+4－N/(gVSS·h)，中试系统·3·www．watergasheat．com许松，等:微孔曝气变速氧化沟运行及污泥硝化性能恢复第30卷第21期的AUＲ在5．5mgNH+4－N/(gVSS·h)以上，表明硝化效果稳定。图3中试系统污泥硝化性能恢复过程Fig．3Ｒecoveryofnitrificationinpilot-scalesystem第Ⅱ阶段，出水氨氮浓度在第20天开始升高，同时氨氮去除率与AUＲ开始降低。至第35天出水氨氮上升为15．88mg/L，氨氮去除率与AUＲ分别降至39%和0．66mgNH+4－N/