外回流比对组合工艺污染物去除效果的影响

第２９卷第３期洛阳理工学院学报（自然科学版）Ｖｏｌ２９Ｎｏ３２０１９年９月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｕｏｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｓｅｐ２０１９外回流比对组合工艺污染物去除效果的影响张赛楠，叶秋月（安徽建筑大学环境与能源工程学院，安徽合肥２３０６０１）摘要：以校园生活污水为研究对象，考察絮凝—倒置Ａ２／Ｏ组合工艺在不同污泥回流比条件下的污染物去除效果。结果显示，污泥回流比对ＣＯＤ和氨氮的去除影响较小，当污泥回流比增大时，总磷的去除率减小，而总氮的去除率先增大后减小。在最优污泥回流比为２００％时，组合工艺对ＣＯＤ、氨氮、总氮、总磷去除率分别为８９７４％、９７１６％、７３４９％、６７２３％。关键词：低碳源；组合工艺；脱氮除磷；污泥回流比ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－５０４３．２０１９．０３．００２中图分类号：Ｘ７０３文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－５０４３（２０１９）０３－０００５－０５收稿日期：２０１９－０７－１０作者简介：张赛楠（１９９６－），女，安徽宿州人，在读硕士研究生，主要从事污水处理方面的研究．国内大多数污水厂广泛采用的传统Ａ２／Ｏ脱氮除磷工艺，常因摄磷菌和反硝化细菌之间的碳源竞争，从而在一定程度上抑制脱氮除磷效果。倒置Ａ２／Ｏ是传统Ａ２／Ｏ工艺的变形之一，也是城市污水处理厂常见的处理工艺，解决了传统Ａ２／Ｏ工艺运行过程中的部分问题，显著提高了氮磷的去除率［１］。倒置Ａ２／Ｏ工艺的本质上是优化碳源的分配利用，通过调换传统Ａ２／Ｏ系统厌氧和缺氧环境，将污水先送入缺氧段进行脱氮反应，从而减少硝酸盐对厌氧磷释放的影响。随后，所有活性污泥可在好氧段进行完全度较高的厌氧磷释放［２］。基于此原理，倒置Ａ２／Ｏ在一定程度上提高了磷去除的效果，另合并内外回流比可减少动力费，整体工艺流程简单且易于管理。研究表明，当污水碳氮比处于４～１３之间，系统方可发挥其较好的脱氮性能［３］。现阶段城市生活污水多呈现出的低Ｃ／Ｎ水质（ＣＯＤ／ρ（ＴＮ）＜８，ＢＯＤ５／ρ（ＴＮ）＜５）［４］，低碳源污水处理过程中所出现的氮磷去除效果不理想问题亟待解决。本试验采用絮凝—倒置Ａ２／Ｏ组合工艺，考察污泥回流比的改变对有机物去除和脱氮除磷的影响。１材料与方法１１试验材料试验采用某高校校园生活污水，其水质指标如表１所示。活性污泥取自合肥市某污水处理厂，由于该水厂处理工艺与本试验不同，故对接种污泥采用间歇培养和连续培养相结合的培养方法［５］。工艺流程图如图１所示。表１试验用水水质指标ＣＯＤ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＮＨ＋＿４Ｎ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＴＮ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＴＰ／（ｍｇ·Ｌ－１）ｐＨ范围１５０～２５０１５～３５３５～５０２～５６～８图１生物絮凝—倒置Ａ２／Ｏ组合工艺流程图洛阳理工学院学报（自然科学版）第２９卷１２试验装置与方法该组合工艺首端是污水一级强化处理工艺，通过饮水罐将污水引入系统，系统进水量为Ｑ＝１０Ｌ／ｈ，活化污泥回流量为５Ｌ／ｈ，利用初沉池污泥水解酸化液作为系统碳源补充，缺氧池碳源投加量是进水量的３３％；缺氧池、厌氧池和好氧池水力停留时间分别是２ｈ、２ｈ、７ｈ。通过流量计控制曝气量，好氧池内溶解氧在２ｍｇ／Ｌ～３ｍｇ／Ｌ，采用内外回流比合并，研究在污泥回流比ｒ＝１００％、２００％、３００％条件下组合系统对污染物的去除效果。１３试验分析方法参照《水和废水监测分析方法（第４版）》中水质指标标准分析方法。ＣＯＤ：重铬酸钾法；ＮＨ＋＿４Ｎ：纳氏试剂分光光度法；ＴＮ：紫外分光光度法；ＴＰ：钼锑抗分光光度法［６］。２结果讨论２１不同污泥回流比下ＣＯＤ的去除效果组合系统在不同污泥回流比ｒ条件下各个单元ＣＯＤ的变化情况如图２～图４所示。从图２～图４可以看出，污泥回流比对ＣＯＤ的去除影响较小，３种外回流比时系统进水ＣＯＤ平均为１９９２１ｍｇ／Ｌ、２０８１１ｍｇ／Ｌ、２０６４６ｍｇ／Ｌ，出水ＣＯＤ平均为２３７３ｍｇ／Ｌ、２１１０ｍｇ／Ｌ、２０４３ｍｇ／Ｌ，去除率分别为８７９％、８９７４％、８９９９％。３种污泥回流比条件下，絮凝工艺对ＣＯＤ的去除率分别为５２５４％、５３９３％、５３３７％。污泥浓度和有机物的可生化性对ＣＯＤ的去除影响较大，ＣＯＤ在各个单元内逐渐减少，初沉池出水中ＣＯＤ第１次大幅度降低，第２次的降解是在缺氧区被反硝化细菌利用产生反硝化反应；在厌氧区，ＣＯＤ为摄磷菌过量吸磷提供能量［７］且缺氧区与厌氧区ＣＯＤ浓度没有较大的差异。此后，经过好氧池曝气又得到进一步地降解。图２ｒ＝１００％时ＣＯＤ浓度变化及其去除率图３ｒ＝２００％时ＣＯＤ浓度变化及其去除率图４ｒ＝３００％时ＣＯＤ浓度变化及其去除率６第３期张赛楠等：外回流比