反硝化除磷工艺效能与运行控制_王春英

收稿日期:2008-10-23作者简介:王春英,女,哈尔滨工业大学环境工程专业研究生毕业,硕士学位。现为工程师,在嘉应学院化学系工作,从事污水脱氮除磷及其他水处理技术的研究。反硝化除磷工艺效能与运行控制王春英1,隋军2(1.嘉应学院化学系,广东梅州514015;2.广州市市政工程设计研究院,广东广州510060)摘要:采用反硝化除磷工艺进行生产性试验处理城市污水,结果表明:该工艺处理城市污水可以达到GB18918—2002一级标准,DPB污泥沉降性能良好,污泥浓度控制在4500～5500mg/L时确定的污泥回流比为20～35%,最佳水力停留时间为:厌氧段0.5～1h,缺氧段1.5～2h;缺氧段后面的再曝气段有利于污泥沉降并可保证除磷效果。关键词:反硝化除磷;除磷脱氮;工艺参数;运行控制中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1673-9655(2009)03-0084-03《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的颁布和实施,要求大部分污水处理厂具备脱氮除磷的功能。现在城市污水的COD呈不断下降趋势,如何有效利用污水中有限的碳源达到污水除磷脱氮的目的成为污水处理研究的热点。反硝化除磷工艺利用反硝化聚磷菌达到同时脱氮除磷的目的,即一碳二用———需要利用有机物的反硝化与吸磷两个阶段在同一个过程中完成。目前大部分研究以反硝化除磷机理、影响因素等为主[1～7],所用试验用水多为模拟污水或自配水,未见应用于实际污水。模拟污水和人工配水中人为控制多种条件,无法再现实际污水处理中微生物组成的生态系统与实际污水间错综复杂的关系,经常出现与实际生产中观测不符的情况[8]。本研究以反硝化除磷工艺进行生产性试验,连续进出水处理城市污水,旨在为该工艺应用于生产实践提供有价值的工艺运行参数。1试验装置与材料1.1试验装置试验装置自制,工艺流程如图1所示。厌氧区采用机械搅拌,容积4.1m3;快沉池面积1.8m2;硝化池采用膜法,投加悬浮生物填料,设微孔曝气头,鼓风曝气,容积7.6m3;反硝化区采用机械搅拌,容积7.6m3;小曝气区设微孔曝气头,鼓风曝气,容积0.8m3;二沉池面积3.2m2。图1反硝化除磷工艺流程图1.2流程说明反硝化除磷工艺中存在反硝化聚磷污泥、硝化污泥二个菌群系统,它们各自独立存在。反硝化聚磷污泥主要去除有机物、磷并负责进行反硝化脱氮,硝化污泥系统主要进行硝化,把氨态氮转化成硝酸盐氮。在厌氧区,含反硝化聚磷菌的活性污泥利用聚磷水解及细胞内糖酵解获得能量,用于吸收污水中的有机碳源(COD)以PHA形式储存,同时释放PO3-4;然后在快沉池中进行泥水快速分离;已降低有机物含量的上清液在膜法硝化池进行好氧硝化;硝化后含硝酸盐的污水与前述吸附了有机物的反硝化聚磷菌活性污泥混合,以硝酸态的氧作氧化剂(电子受体)、以吸附的有机物作碳源进行反硝化,同时吸收溶液中的磷酸盐;也可以说利用硝化产生的硝态氧完成除磷脱氮及污泥再生过程。反硝化吸磷后的泥水混合液再经5～15min曝气吹脱氮气后沉淀出水达标排放,污泥则回流至厌氧区,富磷剩余污泥排放。这样氮转变成氮气从污水中去除,磷通过富磷污泥的排放从系统中去除,COD则主要通过厌氧-缺氧循环去除。1.3实验用水与活性污泥试验用水采用城区城市污水,污水水质如表1所示。试验所用污泥利用污水中携带的细菌进行筛—84—环境科学导刊2009,28(3):84-86CN53-1205/XISSN1673-9655DOI:10.13623/j.cnki.hkdk.2009.03.020选培养,即创造特定的生存环境(厌氧、好氧或缺氧),进行自然选择,通过适者生存来培养每个反应器中的优势菌群。试验启动3个月后,硝化段具备硝化功能,反硝化聚磷菌逐渐在活性污泥中成为优势菌群。表1污水水质(mg/L)水质指标数值平均值pH7.2～7.67.4COD40～226127BOD13～8948NO-3-N0.21～1.450.71NH+4-N9.51～22.4016.07TN11.90～25.5219.04PO3-4-P1.12～2.331.82TP0.96～2.262.111.4测试指标及方法表2测试指标及方法测试指标分析方法测试指标分析方法BODBOD测定仪COD重铬酸钾法TP紫外分光光度法TN紫外分光光度法PO3-4-p钼监分光光度法NH+4-N纳氏试剂法NO-3-N分光光度法pHpH计T温度计DO溶解氧分析仪2结果与讨论2.1反硝化除磷工艺处理城市污水的效果在系统稳定运行时,进水COD为89～173mg/L,总氮为20.5～21.3mg/L,氨氮为18.2～20.6mg/L,总磷为1.68～2.51mg/L时,出水各项指标分别为COD≤22mg/L,总氮≤5.22mg/L,氨氮≤3.97mg/L,总磷≤0.2m