缺_厌氧段不同碳源投加比对倒置A_2_O工艺脱氮除磷性能的影响_凌琪

文章编号:1005-0930(2016)05-0887-014中图分类号:X703文献标识码:Adoi:10.16058/j．issn．1005-0930.2016.05.003收稿日期:2015-07-14;修订日期:2016-03-14基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项课题(2014ZX07405003)作者简介:凌琪(1960—)，女，教授．E-mail:lingqi512007@163．com缺/厌氧段不同碳源投加比对倒置A2/O工艺脱氮除磷性能的影响凌琪，曾麒峰，伍昌年，黄显怀，唐玉朝，赵秋燕，方涛，鲍超(安徽建筑大学，水污染控制与废水资源化安徽省重点实验室，安徽合肥230601)摘要:采用缺/厌氧段不同碳源投加比的倒置A2/O工艺处理低C/N城市生活污水，重点研究缺/厌氧段不同碳源投加比对工艺脱氮除磷的影响，并探讨其机理．缺/厌氧段碳源投加比为100%∶0%(工况Ⅰ)、70%∶30%(工况Ⅱ)、50%∶50%(工况Ⅲ)．结果表明:静态实验，碳源投加比对3个工况反硝化过程影响较大，对硝化过程影响较小，TP浓度在厌氧段变化明显，且与细胞内物质PHB、聚磷和糖原的代谢变化呈现良好的相关性;倒置A2/O小试试验，不投加碳源及3个工况条件下好氧段的MLVSS/MLSS分别为0.71、0.70、0.66和0.68，对COD和NH+4-N的去除效果影响较小，TN去除率分别为67.5%、83.8%、81.4%和74.1%，TP去除率分别为55.8%、66.4%、85.6%和73.4%;活性污泥中微生物群落变化与工况条件改变有关，COD物质流分析表明不同工况在碳源利用上没有明显差异．小试试验验证了静态实验，工况ⅡMLVSS/MLSS最低，TN和TP去除效果较好．合理分配倒置A2/O工艺中缺/厌氧段碳源投加量，是提高脱氮除磷效果的较理想方法之一，试验结果可为污水处理厂的升级改造和新建污水处理厂有关分段进水设计工艺提供依据．关键词:倒置A2/O;碳源;投加比;脱氮除磷倒置A2/O工艺在传统A2/O工艺上进行改进，解决了传统A2/O工艺存在的部分问题，明显提高了脱氮除磷的能力［1］．近年来，研究人员针对该工艺，利用小试试验、生产实践以及数值模拟，对不同进水、运行工况、温度变化进行了分析，说明该工艺具有一定的优势［2-3］．在进水C/N较低时(C/N≤3)，无法同时满足缺氧反硝化和厌氧释磷的碳源需求［4-5］，倒置A2/O工艺对氮磷的去除效果仍会受到影响．生物脱氮除磷需要足够的有机质作为碳源［6］，否则将导致城市污水厂氮磷排放不达标．由于气候条件、居民生活方式、污水收集管网等因素的影响，国内大部分城市污水的有机物浓度较低，COD一般为200mg/L，有的甚至更低，难以满足城市污水处理系统脱氮除磷对碳源的要求．近几年国第24卷5期2016年10月应用基础与工程科学学报JOUＲNALOFBASICSCIENCEANDENGINEEＲINGVol．24，No．5October2016内外学者经过大量研究提出了一些提高低碳源污水生物脱氮除磷效能的策略，如分段进水、氮磷回收后的污泥消化液用于脱氮除磷的补充碳源等［7］．分段进水采用原水分流方式和过程控制，具有碳源利用率高、氮磷去除率高等特点［8］，其实质就是碳源在缺氧段、厌氧段中的分配比例问题．目前针对这一问题研究的实验室资料较少．本研究以低C/N城市污水为研究对象，通过静态实验和倒置A2/O小试装置试验探讨缺/厌氧段不同碳源投加比对脱氮除磷性能的影响，旨在为污水处理厂的升级改造和新建污水处理厂提供技术支持．1材料与方法1.1实验用水及活性污泥试验取合肥塘西河污水处理厂(倒置A2/O工艺)好氧池的活性污泥作为接种污泥，MLSS4600mg/L，MLVSS3200mg/L，SV3040，SVI85．试验启动阶段采用人工配水，正式运行阶段采用合肥塘西河污水厂格栅后进水，人工配水和原水平均水质如表1所示．污泥经过34d培养驯化后，对其进行反复淘洗，消除残留物质对后续实验的影响，加入试验装置中．表1人工配水和原水进水水质Table1WaterqualityofartificialwaterandWaterqualityofrawwater水质指标COD/(mg/L)BOD5/(mg/L)TP/(mg/L)TN/(mg/L)NH+4-N/(mg/L)C/N人工配水402．8196．23．8921．4320．7818．0原水进水207．594．83．4167．8066．283．01.2试验装置及运行(1)静态实验装置．静态实验装置由有机玻璃制成，为单一SBＲ装置，通过控制溶解氧模拟倒置A2/O工艺缺氧/厌氧/好氧运行环境，有效容积为5L，反应器壁上设置取样口，底部设有微孔曝气头曝气，并以恒温磁力搅拌器进