溶解氧对A_2_O工艺脱氮除磷效果的影响及解决方法_王佳伟

给水排水Vol.35No.1200935溶解氧对A2/O工艺脱氮除磷效果的影响及解决方法王佳伟周军甘一萍王洪臣(北京城市排水集团有限责任公司,北京100022)摘要溶解氧对微生物生长的影响很大,通过溶解氧对硝化、反硝化、除磷的影响试验,详细论述了溶解氧对A2/O工艺脱氮除磷的效果影响。试验结果表明,在保证足够好氧泥龄的前提下,提高曝气池的溶解氧,可以改善硝化效果。在好氧段末端设置20～30min的非曝气区,可以使内回流中的DO降低2～3mg/L,当内回流比为400%时可节约碳源28～41mg/L。曝气段中过度曝气会造成生物除磷能力下降。因此,必须通过自动控制维持好氧段的溶解氧在合理水平,并通过设立非曝气区和预缺氧区,消除内外回流中溶解氧过高造成的缺氧区和厌氧区氧化还原电位的提高,从而保证进水中碳源有效用于脱氮除磷。关键词溶解氧脱氮除磷A2/O工艺非曝气区预缺氧区1试验装置与方法本试验所用反应器为碳钢材料制作,如图1所示,反应器共分18个格室,其中第1、2格室是预缺氧段,第3、4格室是厌氧段,第5～8格室为缺氧段,第9～17格室为好氧段,第18格室为脱氧段,反应器体积为99m3,二沉池采用竖流式,体积为40m3。试验的进水、回流污泥和硝化液回流采用离心泵控制,进水流量为144m3/d,温度为环境温度,变化范围为19～26℃,试验过程中预缺氧段、厌氧段、缺氧段、好氧段、脱氧段水力停留时间分别为1h、1h、4h、8h、0.5h,好氧段SRT为8d,MLSS约3600mg/L,采用自控连续排泥。图1中试装置该试验进水为北京某污水处理厂的曝气沉砂池出水,经中试的水解酸化装置处理后进入生物反应池,其水质各项指标见表1,平均BOD5为170mg/L,平均TN为50mg/L,可知试验所应用的污水具有C/N可以满足同时脱氮除磷的需要(为3.4)的特点,但是并不充足[2]。各项指标测定采用国家规定国家高科技研究发展专项经费资助(2004AA601010)。表1生物反应池的进水水质项目BOD5/mg/LCODCr/mg/LTP/mg/LPO3-4—P/mg/LTN/mg/LNH3—N/mg/LSS/mg/L范围124～243(170)274～490(351)4.5～12.3(6.9)3.0～7.4(5.1)40.6～62.5(50)24.8～53.2(42.6)98～204(143)注:括号内为平均值。的方法。2结果与讨论2.1溶解氧对硝化的影响溶解氧(DO)对硝化反应的影响见图2。由图2图2溶解氧对硝化的影响可见,当水温>25℃,SRT>4.5d满足硝化的要求时,DO从3mg/L下降到2mg/L,出水氨氮并没有受到影DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2009.01.00336给水排水Vol.35No.12009响。到9月13日,水温下降到22℃后,出水氨氮逐步升高,并大于8mg/L,随后三次增大DO浓度,每次调整后,出水氨氮均有下降,但不稳定,一天后又逐步上升。然后通过增大污泥龄到13d,这时温度继续下降,出水氨氮也快速下降,接着三次降低DO浓度,当DO浓度降到2.5mg/L时,水温已下降到19℃左右,但出水氨氮并没有明显升高。由此可见,当SRT满足硝化要求时,DO浓度可以维持在较低的水平(2mg/L),提高DO浓度可以暂时改善硝化效果,但是硝化效果主要受到SRT的影响。由于受到低溶解氧和低温的影响,系统产生亚硝酸盐的积累,最高达到7mg/L。2.2溶解氧对反硝化的影响由好氧区到缺氧区的DO携带是A2/O工艺中引起缺氧区反硝化效果下降的主要原因[3]。Plósz等人[4]的试验结果证实,在进水中易生物降解碳源相对较少的情况下,缺氧区氧的存在对反硝化速率有非常大的影响,反硝化速率会显著降低;另一方面,氧还抑制硝酸盐还原酶的合成和活性,因为有些反硝化细菌必须在厌氧和有NO-3存在的条件下,才能诱导合成硝酸盐还原酶。因此必须最大程度地降低由好氧区到缺氧区的DO携带量,从而为反硝化提供良好的缺氧环境,并可减少缺氧区内的可快速降解有机碳源的消耗。本研究中通过在好氧区末端设置非曝气区来解决上述问题。当在曝气池末端设置30min的非曝气区时,曝气区和非曝气区内沿程的DO分布如图3所示,可图3曝气区和非曝气区中DO的分布见当设置了非曝气区后,DO立即从曝气区的3.3mg/L下降到1.7mg/L,并且20min后基本达到平衡,为0.6mg/L。因此当不设置末端非曝气区时,内回流越大,带到缺氧区的DO就越多,对反硝化的影响也越大;而设置末端非曝气区后可以有效地降低进入反硝化段的DO。2.3溶解氧对除磷的影响图4为DO对厌氧末端ORP和出水TP的影响(试验时间为2006年)。由图4可见,当好氧段曝气过量时,造成厌氧末端ORP升高,并影响出水TP,