体积比对分段进水改良A_2_O工艺脱氮除磷性能的影响_王振国

第36卷第5期2015年10月河南科技大学学报:自然科学版JournalofHenanUniversityofScienceandTechnology:NaturalScienceVol．36No．5Oct．2015基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项基金项目(2012ZX07204－001－02－01)作者简介:王振国(1990－)，男，河南濮阳人，硕士生;何争光(1963－)，男，河南孟州人，教授，博士，博士生导师，主要研究方向为水污染处理技术．收稿日期:2015－04－02文章编号:1672－6871(2015)05－0100－05体积比对分段进水改良A2/O工艺脱氮除磷性能的影响王振国，何争光，彭赵旭，焦耀亮(郑州大学水利与环境学院，河南郑州450001)摘要:为了探究体积比对脱氮除磷性能的影响，采用分段进水改良厌氧－缺氧－好氧(A2/O)工艺处理高氨氮低碳氮比的生活污水。在污泥回流比为70%，水力停留时间(HＲT)为10h条件下，考察了体积比(V预缺氧∶V厌氧∶V缺氧∶V好氧)对系统去除有机物、硝化效果、反硝化效果、总氮(TN)和总磷(TP)的影响。试验结果表明:不同体积比对系统有机物的去除和硝化效率影响不显著，出水化学需氧量(COD)和氨氮浓度分别在50mg/L、5mg/L以下;系统TN和TP去除受体积比影响较大，体积比为18∶18∶36∶72时，缺氧体积所占比例较大，反硝化细菌获得充足反应时间，反硝化效果最好，TN去除率平均达83．24%;体积比为12∶24∶24∶84时，厌氧体积的增加，为聚磷菌厌氧释磷提供有利条件，TP去除效果最佳，平均去除率达93．63%。关键词:体积比;改良A2/O;高氨氮污水;分段进水中图分类号:X52文献标志码:A0引言目前，中国大部分的污水处理厂不能达到一级A排放标准［1］，这是因为传统活性污泥工艺所固有弊端［2］，如碳源、硝酸盐、泥龄等矛盾。文献［3］研究表明:对于低C/N生活污水的处理，碳源是反硝化脱氮和厌氧释磷的限制性因子，碳源不仅是异养微生物的营养物质，还是反硝化脱氮的电子供体，同时也是聚磷菌在厌氧段有效释磷的必须物质，在进水碳源不足的情况下，只有提高碳源的利用率才能保证脱氮除磷的去除效果。分段进水工艺因具备很多优点，如节省内回流、原水碳源利用率高等［4－6］，越来越受关注。文献［7］利用改良开普敦(UCT)分段进水工艺处理低C/N生活污水，在流量分配比为4∶3∶3和缺氧/好氧体积比为1∶2条件下，原水碳源利用达62%以上，出水优于一级A排放标准。文献［8］利用改良厌氧－缺氧－好氧(A2/O)分段进水工艺处理低浓度、低C/N生活污水，在流量分配比为20%∶35%∶35%∶10%条件下，碳源利用率高达74%。目前，对于高氨氮、低C/N生活污水处理的研究比较少，本试验采用分段进水改良A2/O工艺处理高氨氮、低C/N生活污水，为将来污水处理厂的升级改造提供经验。1材料与方法1．1试验装置试验装置如图1所示。本文是在传统A2/O工艺基础上，采用分段进水工艺，同时增加前置预缺氧反硝化段，取消硝化液的内回流，好氧段后增加两级缺氧－好氧(A/O)工艺。装置采用有机玻璃制成，总容积60．5L，其中有效容积为51．8L。反应器依次为预缺氧区A1/厌氧区A2、好氧区O1(体积固定)、缺氧区A3/好氧区O2和缺氧区A4/好氧区O3;在缺氧区和厌氧区采用4台搅拌器，使泥水混合均匀;好氧区设置若干曝气头，空压机来曝气，流量计调节溶解度DO。采用5台蠕动泵控制进水和污泥回流;二沉池采用中进和周出竖流式，有效容积为18L。DOI:10.15926/j.cnki.issn1672-6871.2015.05.007第5期王振国，等:体积比对分段进水改良A2/O工艺脱氮除磷性能的影响1．进水箱;2．蠕动泵;3．电动搅拌器;4．空压机;5．气体流量计;6．曝气头;7．二沉池;Q1、Q2、Q3和Q4分别为预缺氧区、厌氧区、缺氧区1和缺氧区2的进水量。图1分段进水改良A2/O工艺装置示意图1．2人工配水与接种污泥使用人工配水模拟生活污水作为试验对象，其主要水质参数见表1。可溶性淀粉作为碳源，在自来水中加入NH4Cl、KH2PO4、K2HPO4，并在水中投加NaHCO3作为碱度的缓冲剂，此外还在模拟污水中投加多种无机营养盐用以提供微生物生长所需的微量元素。接种污泥取自郑州市五龙口污水处理厂氧化沟的曝气段，接种前需要预曝气24h，清除残杂物后，在反应器中培养驯化。表1进水水质参数项目化学需氧量(COD)/(mg/L)NH+4－N浓度/(mg/L)总氮(TN)/(mg/L)水温/℃pH进水水质310～38259～8060～8119～217～8进水平均3467071－－1．3系统运行参数设置相关水质分析方法参照国家环