内回流比对内循环式多级+A／O新工艺的脱氮影响

第３６卷第５期华侨大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．５２０１５年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｓｅｐ．２０１５文章编号：１０００-５０１３（２０１５）０５-０５４６-０６doi：１０．１１８３０／ＩＳＳＮ．１０００-５０１３．２０１５．０５．０５４６内回流比对内循环式多级A／O新工艺的脱氮影响何争光，崔战胜，焦耀亮（郑州大学水利与环境学院，河南郑州４５０００１）摘要：对比４种不同内回流比（５０％，１００％，１５０％，２００％）时的化学需氧量（ＣＯＤ），ＮＨ＋４-Ｎ和总氮（ＴＮ）的质量浓度，通过改变单一因素内回流比进行平行实验，并在最优内回流比时，检测沿程各段反应池内ＮＯ－２-Ｎ和ＮＯ－３-Ｎ的质量浓度．实验结果表明：内回流比并不是越大越好，而是有一个适当的范围；内循环式多级Ａ／Ｏ新工艺在处理低Ｃ／Ｎ比和高ＮＨ＋４-Ｎ污水方面，具有独特的优势，ＴＮ去除率可提高到８０％以上；系统在内回流比为１００％时，可以实现低费用、高去除率的效果；内回流比为１００％时，可实现短程硝化反硝化．关键词：内循环；多级Ａ／Ｏ新工艺；高氨氮生活污水；内回流比中图分类号：Ｘ７０３．１文献标志码：Ａ在国家十二五水专项中，重点对污水中的高氨氮进行治理研究．因此，如何实现高氨氮低Ｃ／Ｎ比情况下污水的稳定达标具有研究价值．为了在低能耗的情况下实现高效脱除氮，出现了多段进水Ａ／Ｏ工艺．该工艺具有脱氮效率高、碳源利用充分、污泥产量少、基建费用低、运行费用省等优点．但是，该工艺处理高氨氮污水时，发现总氮（ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ，ＴＮ）超标的问题．虽然提高反应器段数可以提高脱氮率，但这样也会增加系统的复杂性［１-３］．目前，我国对分段进水工艺的研究还较少，大多仍处于理论分析和计算机模拟阶段［４］．本文在多级Ａ／Ｏ工艺的基础上，提出了内循环式三级Ａ／Ｏ工艺系统，并研究该工艺对主要污染物的处理效果、各段对污染物的去除情况和其生物脱氮性能．１材料与方法１．１实验装置内循环式三级Ａ／Ｏ实验装置由有机玻璃制成，外形尺寸为３６０ｍｍ×３５０ｍｍ×３５０ｍｍ（长×宽×高），总容积为４４Ｌ，有效池容为３６Ｌ．实验装置示意图，如图１所示．反应器沿长度方向分成相等的３段，每段均包含一个缺氧区和一个好氧区，且其体积比均为２∶３．出水从反应器的最后一个好氧池自流进入二沉池，二沉池为竖流中进周出式，其有效容积为１８Ｌ．其工艺平面示意图，如图２所示．１．２试验用水与接种污泥模拟某城市生活污水水质，用自来水和药品配制的高氨氮、低碳氮比污水为实验用水，其主要水质参数，如表１所示．表１中：ρＣＯＤ，ρＮＨ＋４-Ｎ，ρＴＮ分别为化学需氧量（ＣＯＤ），ＮＨ＋４-Ｎ和ＴＮ的质量浓度；θ为表１进水水质参数Ｔａｂ．１Ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｉｎｆｌｏｗｗａｔｅｒ项目ρＣＯＤ／ｍｇ·Ｌ－１ρＮＨ＋４-Ｎ／ｍｇ·Ｌ－１ρＴＮ／ｍｇ·Ｌ－１θ／℃ｐＨ值进水水质２１１～４５９５４～８５５７～８８１９～２１７～８进水平均３６８．９８７３．１７７６．６５－－收稿日期：２０１５-０５-２８通信作者：何争光（１９６３-），男，教授，博士，主要从事水处理理论与技术的研究．Ｅ-ｍａｉｌ：ｈｅｚｈｅｎｇｇｕａｎｇ１６３＠１６３．ｃｏｍ．基金项目：国家科技重大专项水专项资助课题（２０１２ＺＸ０７２０４-００１-０２）水温．碳源使用可溶性淀粉，氨氮采用ＮＨ４Ｃｌ，磷采用ＫＨ２ＰＯ４和Ｋ２ＨＰＯ４，并在配水中投加ＮａＨＣＯ３作为碱度的缓冲药品．此外，还在配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曝气段．图１内循环式三级Ａ／Ｏ工艺装置示意图图２内循环式三级Ａ／Ｏ工艺平面示意图Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｃｙｃｌｅＦｉｇ．２Ｐｌａｎｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｔｈｒｅｅ-ｓｔｅｐＡ／Ｏｐｒｏｃｅｓｓｃｙｃｌｅｔｈｒｅｅ-ｓｔｅｐＡ／Ｏｐｒｏｃｅｓｓ１．３试验水质分析项目及方法从工艺装置中取样至１００ｍＬ烧杯中，经沉淀后立即测量ＣＯＤ．用滤纸过滤后，测定ＮＨ＋４-Ｎ，ＴＮ，ＮＯ－２-Ｎ和ＮＯ－３-Ｎ，每１ｄ测１组数据．ＣＯＤ，ＴＮ，ＮＨ＋４-Ｎ，ＮＯ－２-Ｎ，ＮＯ－３-Ｎ的质量浓度分别采用重铬酸钾法、碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法、纳氏试剂分光光度法、重氮偶合分光光度法和紫外分光光度法进行测量．１．４系统运行参数设置采用的４组混合液内回流比分别是５０％，１００％，１５０％，２００％．内回流比是指每一级的回流量与本级进水量之比，而且每组实验中各级回流比相同．在这４种工况下，运行稳定后分别连续取１０ｄ数据，一共４０ｄ，分别取样分析ＣＯＤ，ＮＨ＋４