双循环两相生物工艺脱氮除磷优化运行研究_潘杨

近年来，利用2种污泥（简称“双泥”）进行废水脱氮除磷的技术研究取得了很大进展。双泥系统是通过工艺流程的改进和整合而建立的2套相互独立的污泥系统，它们之间只有上清液交换，并无污泥交换，因此系统各单元之间可以实现不同的运行控制条件，如不同泥龄、HRT、微生物量、DO含量等，以实现特定微生物的强化培养，降低不同种群微生物由于新陈代谢习性的不同所产生的竞争抑制关系，并凭借种群优势达到增强处理效率的目的，如Dephanox、A2NSBR（由A2O-SBR和N-SBR反应器组成，SBR为批式活性污泥法）、厌氧-缺氧-硝化（A2N）、双污泥系统脱氮除磷（PASF）等工艺[1-2]。采用双泥系统可以解决多种微生物脱氮与除磷过程中在泥龄、碳源等方面的矛盾，而且具有能耗低、污泥产量低等优点。但也存在如流程复杂、占地面积大、影响因素多、脱氮除率效率不够稳定等问题[1,3]。双循环两相生物工艺（BICT）采用序批式反应器与连续流的生物膜组合式反应器，可以在保证硝化生物膜不流失的同时，利用序批式反应器灵活的运行方式解决有机物和磷的强化去除问题，为解决单级双泥系统的缺陷提供了新思路[4]。在实验室研究基础上提出了工程规模的BICT技术，并在苏州某城市污水处理厂展开中试研究，以进一步优化新工艺实际工程条件下的运行控制。1材料与方法1.1试验装置BICT中试装置由连续运行的厌氧区、沉淀区和（生物膜）硝化反应区和交替运行的4个SBR反应池构成（如图1所示），各池有效容积分别为0.12、1.2、2.0、0.6m3。原污水与沉淀区的回流污泥一起首先进入厌氧区，搅拌混合充分释磷后进入SBR池；4个SBR反双循环两相生物工艺脱氮除磷优化运行研究潘杨，黄勇，于淼，李勇（苏州科技学院环境工程系，江苏苏州215011）摘要：以城市污水为水源，在新型双循环两相生物工艺（BICT）脱氮除磷中试装置上进行了运行控制条件的优化研究，采用正交法探讨了运行模式、硝化液回流比以及泥龄对系统除污性能的影响。结果表明，系统去除COD的能力较强而且稳定，硝化液回流比和运行模式对系统脱氮影响显著，较短的泥龄可提高系统除磷能力。在适宜运行模式下，泥龄5d、硝化液体积回流比150%，新工艺可实现优化运行，COD、TN和TP的平均去除率可达87.55%、81.5%和93.3%，出水COD和TN、TP的质量浓度可分别控制在50、15和0.5mg·L-1以下，主要项目可达GB18918－2002的一级A标准。关键词：双循环两相生物工艺；脱氮；除磷；正交试验；运行模式；反硝化中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2011)05-00103-004收稿日期：2010-07-29基金项目：江苏省高校自然基金项目（08KJD610002）；住建部科技计划项目（2010K626）；江苏省重点实验室开发课题（ZD101204）作者简介：潘杨（1972－），男，副教授，硕士生导师，从事水污染控制工程的教学和科研工作联系电话：0512-68786192；E-mail：panyang@mail.usts.edu.cn联系作者：黄勇；E-mail：yhuang_sz@sina.com图1BICT中试运行系统Fig.1SchematicsofoperationalsystemofBICTexperimentalapparatus第37卷第5期2011年5月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.5May,2011103DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2011.05.027应池每个周期依次按进水、曝气、缺氧搅拌、再曝气、沉淀和滗水过程进行循环。当每个SBR池进入缺氧搅拌阶段时，硝化反应区的硝化液被回流至SBR池中进行反硝化，而SBR池中的混合液被挤入到沉淀区，泥水分离后的上清液进入硝化反应区完成硝化，缺氧搅拌阶段为一个闭路循环过程（图1中虚线所示）。硝化反应区采用半软性弹性立体填料并在底部设有曝气装置，厌氧区中设有搅拌装置，SBR反应器中设有搅拌及曝气装置。进水、上清液回流、污泥回流通过3台泵控制，剩余污泥从沉淀池排放。所有阀门和水泵的启闭均采用PLC自动控制。1.2试验方法活性污泥取自某城市污水处理厂氧化沟工艺的好氧段；试验期间的原水水质：COD为248～598mg·L-1，NH4+-N、TN和TP的质量浓度分别为24～35、47～85mg·L-1和2.5～7.9mg·L-1，SBR池运行周期为4h，污泥回流比为30%，运行及控制参数见表1。1.3分析测定方法主要水质分析项目及测定方法为：COD（重铬酸钾法）、NH3-N（纳氏试剂分光光度法）、NO3--N含量（高锰酸钾氧化-酚二磺酸分光光度法）、NO2--N、TN含量（过硫酸钾消