不同流量分配对三段进水A_O生物膜工艺的影响试验研究_高晓波

第21卷第5期河南城建学院学报Vol．21No．52012年9月JournalofHenanUniversityofUrbanConstructionSep．2012收稿日期:2012－04－03第一作者简介:高晓波(1986－)，男，陕西榆林人，长安大学环境科学与工程学院硕士研究生。文章编号:1674－7046(2012)05－0030－06不同流量分配对三段进水A/O生物膜工艺的影响试验研究高晓波，李晓霞，王建文(长安大学环境科学与工程学院，陕西西安710064)摘要:不同的进水流量分配对多段进水A/O生物脱氮工艺的脱氮效率有明显影响，为提高多段进水A/O生物膜脱氮工艺的脱氮效率，本研究试验了两种不同流量分配下三段进水A/O生物膜脱氮工艺对污染物的去除效率。研究结果表明:当进入缺氧单元分配的进水中可生物降解COD量与进入该单元的硝态氮量的比值(用α表示)分别为4mgCOD/mgNO3-N和7mgCOD/mgNO3-N进行流量分配设计时，三段进水A/O生物膜脱氮工艺对COD、氨氮和总氮的去除效率分别为94．85%、99．62%、75．81%和96．71%、98．84%、78．42%;α等于7mgCOD/mgNO3-N时工艺的总氮去除效率略高于α等于4mgCOD/mgNO3-N时的总氮去除效率。关键词:多段进水;生物脱氮;流量分配中图分类号:X703．1文献标识码:A多段进水缺氧/好氧(A/O)生物脱氮工艺是一种新型的生物脱氮工艺，该工艺原水分多点进入缺氧池，因反硝化能充分利用原水中的COD而具有脱氮效率高等优点而受到研究人员的关注。多段进水A/O生物脱氮工艺的进水流量和缺氧池(A池)及好氧池(O池)的容积分配会对该工艺的TN去除效率产生影响。有研究者提出三段进水A/O生物脱氮工艺最佳的流量分配范围为0．4－0．4－0．2～0．33－0．33－0．34［1］。原水C/N比不同，最佳流量分配系数不同，Zhu等［2］通过试错法，确定了四段进水A/O生物脱氮工艺不同C/N比下的最大进水流量分配比率(λmax)，并以此为基础提出了流量分配系数的计算方法，试验结果表明在一固定的C/N比(10．5)下根据此方法确定流量分配总氮去除率可达94．5%;王伟等［3-4］提出了按照进水负荷对池容进行优化的方法并针对实际生活污水通过序批式试验确定的最优α值为7mgCOD/mgNO3-N，并在此α值基础上针对不同C/N比(3、5、7、9、11、13)按照不同流量分配进行了试验，取得了较好的试验效果;赵剑强等［5］提出了同时对进水流量和反应单元容积进行分配优化(按照等容积负荷和等污泥负荷优化)的方法;胡博通过三段进水A/O生物膜试验证明了按照等容积负荷进行池容分配的方法，污染物去除率优于传统的池容分配方法，并通过数值模拟研究表明最优α值在4．0～5．0mgCOD/mgNO3-N之间［6-7］。为了探讨流量分配对多段进水A/O生物膜脱氮工艺脱氮效率的影响，本研究对C/N比为10的模拟生活污水，分别取α等于4mgCOD/mgNO3-N和7mgCOD/mgNO3-N对进水流量进行分配，试验了在DOI:10.14140/j.cnki.hncjxb.2012.05.004这两种情况下工艺对总氮的去除效率，并通过对两种情况下试验结果的比较，得出了当进水C/N比为10时，三段进水A/O生物膜脱氮工艺在进行进水流量分配过程中应采用的α值。1进水流量和反应单元容积的优化分配1．1进水流量的优化分配在活性污泥反硝化工艺中，按照传统反应动力学模型与质量守恒原理，可得每去除单位质量硝态氮消耗COD的量(α，mgCOD/mgNO3-N)为［8］:ΔSΔN=2．86×(1+bH×θc)1+(bH×θc)－YH×(1+fD×bH×θc)(1)式中:ΔS为反应器进水COD量与反应器出水COD量之差，mgCOD;ΔN为反应器进水硝态氮量与反应器出水硝态氮量之差，mgNO3-N;YH为异养菌真实产率，mg细胞COD/mgCOD;fD为衰减后以惰性颗粒产物存在的那部分微生物;bH为异养菌衰减系数，d－1;θc为污泥龄，d。当YH、bH和fD分别取为0．67mg细胞COD/mgCOD［9］、0．2d－1［10］和0．2［10］时，式(1)的最大值为8．67mgCOD/mgNO3-N，最小值为3．3mgCOD/mgNO3-N。假设连续流多段进水A/O生物脱氮工艺的流量分配系数为r1、r2、…、rn，待处理污水中COD与总凯氏氮的比值为m，缺氧池进水中的氨氮和有机氮在好氧池中能够被完全硝化;好氧池产生的硝态氮能够在缺氧池中被完全反硝化，反硝化反应每去除1g硝态氮需要消耗的COD的量为α，按照进入缺氧池中COD的量与完全反硝化其前段好氧池出水中硝态氮所需的COD量相等进行流量分配设计，则有:r1+