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污水處理生物脫氮除磷工藝
在城市生活污水處理廠,傳統活性污泥工藝能有效去除污水中的BOD5和SS,但不能有效地去除污水中的氮和磷。如果含氮、磷較多的污水排放到湖泊或海灣等相對封閉的水體,則會產生富營養化導致水體水質惡化或湖泊退化,影響其使用功能。因此,在對污水中的BOD5和SS進行有效去除的同時,還應根據需要,考慮污水的脫氮除磷。其中A-A-O(厭氧-缺氧-好氧)為同步生物脫氮除磷工藝的一種。
一、工藝原理及過程
A-A-O生物脫氮除磷工藝是活性污泥工藝,在進行去除BOD、COD、SS的同時可生物脫氮除磷。
在好氧段,硝化細菌將入流污水中的氨氮及由有機氮氨化成的氨氮,通過生物硝化作用,轉化成硝酸鹽;在缺氧段,反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用,轉化成氮氣逸入大氣中,從而達到脫氮的目的;在厭氧段,聚磷菌釋放磷,并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通過剩余污泥的排放,將磷去除。以上三類細菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除實際上以反硝化細菌為主。污水進入曝氣池以后,隨著聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5濃度逐漸降低。在厭氧段,由于聚磷菌釋放磷,TP濃度逐漸升高,至缺氧段升至zui高。在缺氧段,一般認為聚磷菌既不吸收磷,也不釋放磷,TP保持穩定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厭氧段和缺氧段,NH3-N濃度穩中有降,至好氧段,隨著硝化的進行,NH3-N逐漸降低。在缺氧段,由于內回流帶入大量NO3-N,NO3-N瞬間升高,但隨著反硝化的進行,NO3-N濃度迅速降低。在好氧段,隨著硝化的進行,NO3-N濃度逐漸升高。
二、A-A-O脫氮除磷系統的工藝參數及控制
A-A-O生物脫氮除磷的功能是有機物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合,因而其工藝參數應同時滿足各種功能的要求。如能有效地脫氮或除磷,一般也能同時地去除BOD5。但除磷和脫氮往往是相互矛盾的,具體體現的某些參數上,使這些參數只能局限在某一狹窄的范圍內,這也是A-A-O系統工藝系統控制較復雜的主要原因。
1.F/M和SRT。*生物硝化,是生物脫氮的前提。因而,F/M(污泥負荷)越低,SRT(污泥齡)越高。脫氮效率越高,而生物除磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除磷是運行較靈活的一種工藝,可以以脫氮為重點,也可以以除磷為重點,當然也可以二者兼顧。如果既要求一定的脫氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般應控制在0.1-0.18㎏BOD5/(kgMLVSS·d),SRT一般應控制在8-15d。
2.水力停留時間。水力停留時間與進水濃度、溫度等因素有關。厭氧段水力停留時間一般在1-2h范圍內,缺氧段水力停留時間1.5-2.0h,好氧段水力停留時間一般應在6h。
3.內回流與外回流。內回流比r一般在200-500%之間,具體取決于進水TKN濃度,以及所要求的脫氮效率。一般認為,300-500%時脫氮效率*。內回流比r與除磷關系不大,因而r的調節*與反硝化工藝一致。
4.溶解氧(DO)。厭氧段DO應控制在0.2mg/L以下,缺氧段DO應控制在0.5mg/L以下,而好氧DO應控制在2-3mg/L之間。因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O脫氮除磷工藝曝氣系統的控制與生物反硝化系統一致。
5.BOD5/TKN與BOD5/TP。對于生物脫氮來說,BOD5/TKN至少應大于4.0,而生物除磷則要求BOD5/TP﹥20。運行中應定期核算入流污水水質是否滿足BOD5/TKN﹥4.0,BOD5/TP﹥20。如果其中之一不滿足,則應投加有機物補充碳源。為了提高BOD5/TKN值,宜投加甲醇做補充碳源。為了提高BOD5/TP值,則宜投加乙酸等低級脂肪酸。
6.PH控制及堿度核算。A-A-O生物除磷脫氮系統中,污泥混合液的PH應控制在7.0之上;如果PH﹤6.5,應外加石灰,補充堿度不足。
三、工藝運行異常問題的分析與排除
傳統活性污泥工藝的故障診斷及排除技術,一般均適用于A-A-O脫氮除磷系統。如果某處理廠控制水質目標為:BOD5≦25mg/L;SS≦25mg/L;NH3-N≦3mg/L;NO3-N≦7mg/L;TP≦2mg/L。則當實際水質偏離以上數值時,屬異常情況。
一、工藝原理及過程
A-A-O生物脫氮除磷工藝是活性污泥工藝,在進行去除BOD、COD、SS的同時可生物脫氮除磷。
在好氧段,硝化細菌將入流污水中的氨氮及由有機氮氨化成的氨氮,通過生物硝化作用,轉化成硝酸鹽;在缺氧段,反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用,轉化成氮氣逸入大氣中,從而達到脫氮的目的;在厭氧段,聚磷菌釋放磷,并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通過剩余污泥的排放,將磷去除。以上三類細菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除實際上以反硝化細菌為主。污水進入曝氣池以后,隨著聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5濃度逐漸降低。在厭氧段,由于聚磷菌釋放磷,TP濃度逐漸升高,至缺氧段升至zui高。在缺氧段,一般認為聚磷菌既不吸收磷,也不釋放磷,TP保持穩定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厭氧段和缺氧段,NH3-N濃度穩中有降,至好氧段,隨著硝化的進行,NH3-N逐漸降低。在缺氧段,由于內回流帶入大量NO3-N,NO3-N瞬間升高,但隨著反硝化的進行,NO3-N濃度迅速降低。在好氧段,隨著硝化的進行,NO3-N濃度逐漸升高。
二、A-A-O脫氮除磷系統的工藝參數及控制
A-A-O生物脫氮除磷的功能是有機物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合,因而其工藝參數應同時滿足各種功能的要求。如能有效地脫氮或除磷,一般也能同時地去除BOD5。但除磷和脫氮往往是相互矛盾的,具體體現的某些參數上,使這些參數只能局限在某一狹窄的范圍內,這也是A-A-O系統工藝系統控制較復雜的主要原因。
1.F/M和SRT。*生物硝化,是生物脫氮的前提。因而,F/M(污泥負荷)越低,SRT(污泥齡)越高。脫氮效率越高,而生物除磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除磷是運行較靈活的一種工藝,可以以脫氮為重點,也可以以除磷為重點,當然也可以二者兼顧。如果既要求一定的脫氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般應控制在0.1-0.18㎏BOD5/(kgMLVSS·d),SRT一般應控制在8-15d。
2.水力停留時間。水力停留時間與進水濃度、溫度等因素有關。厭氧段水力停留時間一般在1-2h范圍內,缺氧段水力停留時間1.5-2.0h,好氧段水力停留時間一般應在6h。
3.內回流與外回流。內回流比r一般在200-500%之間,具體取決于進水TKN濃度,以及所要求的脫氮效率。一般認為,300-500%時脫氮效率*。內回流比r與除磷關系不大,因而r的調節*與反硝化工藝一致。
4.溶解氧(DO)。厭氧段DO應控制在0.2mg/L以下,缺氧段DO應控制在0.5mg/L以下,而好氧DO應控制在2-3mg/L之間。因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O脫氮除磷工藝曝氣系統的控制與生物反硝化系統一致。
5.BOD5/TKN與BOD5/TP。對于生物脫氮來說,BOD5/TKN至少應大于4.0,而生物除磷則要求BOD5/TP﹥20。運行中應定期核算入流污水水質是否滿足BOD5/TKN﹥4.0,BOD5/TP﹥20。如果其中之一不滿足,則應投加有機物補充碳源。為了提高BOD5/TKN值,宜投加甲醇做補充碳源。為了提高BOD5/TP值,則宜投加乙酸等低級脂肪酸。
6.PH控制及堿度核算。A-A-O生物除磷脫氮系統中,污泥混合液的PH應控制在7.0之上;如果PH﹤6.5,應外加石灰,補充堿度不足。
三、工藝運行異常問題的分析與排除
傳統活性污泥工藝的故障診斷及排除技術,一般均適用于A-A-O脫氮除磷系統。如果某處理廠控制水質目標為:BOD5≦25mg/L;SS≦25mg/L;NH3-N≦3mg/L;NO3-N≦7mg/L;TP≦2mg/L。則當實際水質偏離以上數值時,屬異常情況。