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6000字讓(rang)你輕(qing)松讀懂12個脫(tuo)氮除磷工(gong)藝
發表時間:2023-08-23     閱讀次數:     字體:【

(Biological Nutrient Removal,簡稱)是指用生物處理法去除污水中營(ying)養物質(zhi)氮和磷的工藝。經(jing)過(guo)幾十年的發展,演變(bian)出(chu)了多(duo)種工藝和工藝變(bian)種,為(wei)我(wo)們選(xuan)擇污水處理技(ji)術路線,提供了很多(duo)種選(xuan)項。

一、A2/O工藝

1、厭氧池

圖(tu)1為(wei)傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)A2/O工藝流(liu)程,首段為(wei)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)池(chi)(chi),本池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)主要作(zuo)(zuo)用為(wei)釋放(fang)磷(lin)(lin)(具體反映機(ji)理看前面),其(qi)次在本池(chi)(chi)中(zhong)(zhong)也可(ke)發(fa)(fa)生水解(jie)酸(suan)化反應。原(yuan)水與同(tong)(tong)步進(jin)入(ru)的(de)(de)(de)(de)二沉池(chi)(chi)回流(liu)的(de)(de)(de)(de)含磷(lin)(lin)污(wu)泥二者混合后再兼性厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)發(fa)(fa)酵菌的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用下部分(fen)(fen)易生物降(jiang)解(jie)的(de)(de)(de)(de)大分(fen)(fen)子有(you)機(ji)物被(bei)轉化為(wei)小(xiao)分(fen)(fen)子的(de)(de)(de)(de)揮發(fa)(fa)性脂肪酸(suan)(VFA),聚磷(lin)(lin)菌將細胞內的(de)(de)(de)(de)聚磷(lin)(lin)水解(jie)成正磷(lin)(lin)酸(suan)鹽,釋放(fang)到水中(zhong)(zhong),釋放(fang)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)可(ke)供(gong)轉型(xing)好氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)聚磷(lin)(lin)菌在厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)壓抑環境(jing)下維持生存,同(tong)(tong)時吸收水解(jie)后的(de)(de)(de)(de)小(xiao)分(fen)(fen)子有(you)機(ji)物合成PHB并儲存在體內。另(ling)外(wai),NH4+-N因細胞的(de)(de)(de)(de)合成而(er)被(bei)去(qu)除一(yi)部分(fen)(fen),同(tong)(tong)時回流(liu)污(wu)泥的(de)(de)(de)(de)稀釋作(zuo)(zuo)用使(shi)污(wu)水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)NH4+-N濃度下降(jiang);另(ling)外(wai)回流(liu)污(wu)泥中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)NO3—-N進(jin)入(ru)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)池(chi)(chi)后迅速(su)利用原(yuan)水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)快速(su)降(jiang)解(jie)有(you)機(ji)物而(er)被(bei)還原(yuan)為(wei)氮氣釋放(fang),會(hui)部分(fen)(fen)去(qu)除進(jin)水中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)物,該池(chi)(chi)出(chu)水幾乎不含NO3—-N。

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影響因素:對于高氨氮(dan)廢水(shui),污泥回流中攜帶(dai)有大量(liang)的(de)NO3—-N,當(dang)硝氮(dan)濃度≥4mg/L時(shi),將減少了(le)據鄰居釋(shi)放(fang)所獲得的(de)溶解性(xing)有機物的(de)量(liang),不(bu)(bu)能是該池形成(cheng)較好的(de)兼性(xing)厭氧環境,不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)利(li)于據鄰居的(de)釋(shi)磷反(fan)應,而且(qie)也不(bu)(bu)利(li)于大分子(zi)的(de)厭氧發酵為(wei)小分子(zi)有機物,對釋(shi)磷反(fan)應不(bu)(bu)利(li)。

2、缺氧池(chi)

廢水經過(guo)厭氧(yang)(yang)池進(jin)入(ru)缺(que)(que)氧(yang)(yang)池,該池首要功能為(wei)反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化脫氮(dan),硝(xiao)(xiao)(xiao)氮(dan)通(tong)過(guo)內循環由好氧(yang)(yang)池進(jin)入(ru)缺(que)(que)氧(yang)(yang)池,回流比通(tong)過(guo)總氮(dan)去除率(lv)進(jin)行計算(見公式(shi)1)。混合液進(jin)入(ru)缺(que)(que)氧(yang)(yang)段(duan)后,反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化菌利(li)用污(wu)水中(zhong)的(de)有機物(wu)將回流液中(zhong)的(de)硝(xiao)(xiao)(xiao)態(tai)氮(dan)還原為(wei)氮(dan)氣(qi)(qi)釋(shi)放到空氣(qi)(qi)中(zhong),因(yin)此有機物(wu)濃(nong)(nong)度(du)(du)和(he)硝(xiao)(xiao)(xiao)態(tai)氮(dan)濃(nong)(nong)度(du)(du)都會大幅(fu)度(du)(du)降低。其次,該段(duan)可能發生磷(lin)的(de)釋(shi)放和(he)吸(xi)收(反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化除磷(lin))反(fan)(fan)應(ying),或(huo)者兩者同時存(cun)在。另(ling)外,生活污(wu)水處(chu)理過(guo)程中(zhong),缺(que)(que)氧(yang)(yang)池末端(duan)的(de)COD基本在50以下甚至更低,在不考慮好氧(yang)(yang)池同步(bu)硝(xiao)(xiao)(xiao)化反(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化的(de)情(qing)況下TN濃(nong)(nong)度(du)(du)和(he)出水基本相同。

η=r/(1+r)————1

其(qi)中:η:總(zong)氮去(qu)除率;

r:回流比

3、好氧池(chi)

混合液從(cong)缺氧池(chi)進(jin)(jin)入好氧池(chi),曝氣池(chi)的(de)這(zhe)一反應單元室(shi)多(duo)功能的(de),去除(chu)BOD、硝(xiao)化(hua)、吸(xi)收磷等反應都(dou)在(zai)本反應器內(nei)進(jin)(jin)行。混合液有(you)機物濃度(du)(du)(du)已經(jing)(jing)很低,聚磷菌(jun)主要是(shi)靠分解體內(nei)儲存的(de)PHB來獲取(qu)能量供自身生長繁殖,同時超量吸(xi)收水(shui)中的(de)溶(rong)解性正磷酸鹽(yan)以聚磷(Poly-P)的(de)形式儲存在(zai)細胞(bao)內(nei),經(jing)(jing)過(guo)沉淀排出剩余污泥,達(da)到除(chu)磷的(de)效(xiao)果。有(you)機氨(an)被氨(an)化(hua)繼而被硝(xiao)化(hua),氨(an)氮濃度(du)(du)(du)顯著(zhu)下(xia)降(jiang)。隨著(zhu)硝(xiao)化(hua)過(guo)程的(de)進(jin)(jin)行,硝(xiao)氮濃度(du)(du)(du)增加(jia),堿度(du)(du)(du)降(jiang)低(對(dui)于高氨(an)氮廢(fei)水(shui),需在(zai)好氧池(chi)中大量投加(jia)堿才(cai)能維持(chi)硝(xiao)化(hua)反應的(de)進(jin)(jin)行)。

4、A2/O工藝的優缺點(dian)

優點:同時(shi)(shi)脫氮(dan)除磷;反(fan)硝(xiao)化過(guo)程為硝(xiao)化提(ti)供堿度;釋磷及反(fan)硝(xiao)化過(guo)程同時(shi)(shi)除去有(you)機物;污泥沉降性能(neng)好(hao),SVI值一般均小于(yu)100。

缺點:①回流(liu)污泥含有(you)硝酸鹽進入厭氧區(qu),對除磷效果有(you)影響(xiang);②脫氮受內(nei)回流(liu)比影響(xiang);③聚磷菌(jun)和(he)反硝化菌(jun)都需(xu)要易降解有(you)機物。

A2/O這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)很成熟的脫(tuo)氮(dan)除磷工藝,后續(xu)介(jie)紹的其他脫(tuo)氮(dan)處理工藝基(ji)本上是(shi)為克(ke)服A2/O工藝的缺點而(er)進行(xing)改動的,從而(er)在節(jie)能(neng)的基(ji)礎(chu)之上滿足出水要(yao)求。

在(zai)(zai)A2/O工藝運行中經常(chang)一些(xie)問題(ti),如:絲狀菌膨脹、污泥老化、SVI值(zhi)過高(gao)、厭缺氧(yang)池(chi)表(biao)面出現(xian)黑色或者黃色浮泥、曝氣池(chi)表(biao)面出現(xian)白色泡沫或者粘稠的黃色泡沫、二沉池(chi)跑泥等(deng)等(deng)。出現(xian)這些(xie)問題(ti),除(chu)進水指標的波動、設(she)計缺陷(xian)外,其他均(jun)為工藝參數(shu)沒有控(kong)制(zhi)好(hao)所(suo)導致(zhi)的。關于工藝參數(shu)的控(kong)制(zhi),這個(ge)(ge)在(zai)(zai)書本(ben)上僅僅給出了一個(ge)(ge)參考值(zhi),比(bi)如:

DO:2-4mg/L

污泥齡:10-15d

C:N:P=100:5:1

反硝(xiao)化碳氮比:(4-6):1

碳磷比:20:1

MLSS:3000-4000mg/L

混合(he)液回流比:200-300%

污泥回流(liu)比:50-100%

厭(yan)、缺(que)氧池攪拌(ban)功率:4-8W/m3(我是根據水質、池體類型(xing)進行選型(xing))

HRT:6-8h(針(zhen)對市政污水,實際(ji)經驗(yan)告訴我,這個停(ting)留時間(jian)誰用誰哭(ku))

厭氧(yang):缺氧(yang):好氧(yang)停留時(shi)間:1:1:(3-4)(這也是誰(shui)用誰(shui)哭)

甚(shen)至有些半吊(diao)子設計人員根據這(zhe)些工(gong)藝參數去設計工(gong)業(ye)(ye)廢水(shui),對于這(zhe)點,我真的(de)很(hen)佩服(fu)設計人員的(de)膽大、業(ye)(ye)主(zhu)的(de)摳門(men)。

這些工藝參(can)數(shu)只是(shi)參(can)考,運(yun)行(xing)參(can)數(shu)需要(yao)針對(dui)自己的(de)污(wu)水廠/污(wu)水站的(de)實際情況進行(xing)調整,從而(er)達到(dao)良好的(de)處(chu)理(li)效果(guo)。所以,在運(yun)行(xing)中各位污(wu)師需要(yao)針對(dui)問題進行(xing)分(fen)(fen)析(xi),找到(dao)問題的(de)根本所在,而(er)不是(shi)盲目的(de)排泥(ni)、投加(jia)碳源、投加(jia)營養、增(zeng)加(jia)/減少曝氣等等。在自我分(fen)(fen)析(xi)問題之(zhi)后(hou)可以到(dao)污(wu)托(tuo)邦(bang)社區或者污(wu)托(tuo)邦(bang)群里面進行(xing)討論,而(er)不是(shi)出現問題第一(yi)時間問別人,每個人運(yun)行(xing)的(de)污(wu)水廠/污(wu)水站的(de)情況都不一(yi)樣,別人給(gei)你的(de)只會是(shi)他遇(yu)到(dao)過(guo)的(de)情況,但(dan)不一(yi)定(ding)適用于你運(yun)營的(de)污(wu)水廠,甚(shen)至有時候同(tong)樣一(yi)個現象,在不同(tong)污(wu)水廠發生的(de)機理(li)是(shi)完(wan)全相反的(de)。

二、倒置(zhi)A2/O工藝

與常規的(de)(de)(de)A2/O工(gong)藝(yi)相比,倒置A2/O工(gong)藝(yi)(見圖2)從前(qian)往后以此為缺氧(yang)-厭氧(yang)-好氧(yang),該工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)設計初衷(zhong)是(shi)為了(le)降低(di)污(wu)(wu)泥(ni)回流中(zhong)硝態氮對(dui)厭氧(yang)釋磷(lin)的(de)(de)(de)影響,特別是(shi)對(dui)于高氨氮廢水(shui)污(wu)(wu)泥(ni)回流中(zhong)攜帶有大量的(de)(de)(de)硝氮,抑制厭氧(yang)釋磷(lin)反應(ying)。同(tong)時(shi),為了(le)解決碳源分(fen)配(pei)的(de)(de)(de)問題,采用兩點進水(shui)的(de)(de)(de)方式來提供厭氧(yang)釋磷(lin)中(zhong)有機物的(de)(de)(de)消耗(hao)。

該工藝由于硝(xiao)態氮在(zai)前(qian)端的(de)缺氧池中完(wan)全(quan)反(fan)硝(xiao)化(hua),消除(chu)了(le)硝(xiao)氮對厭(yan)氧釋磷的(de)不利影響,從而保證(zheng)厭(yan)氧釋磷的(de)穩定(ding)進行,并且(qie)聚(ju)磷菌釋磷后直接(jie)進入生(sheng)化(hua)效率比較高(gao)的(de)好氧環境(jing),使其在(zai)厭(yan)氧條件下形成(cheng)的(de)吸磷動力得(de)到了(le)更有效的(de)利用(yong)。

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有些設(she)計人員在設(she)計倒置A2/O工藝時(shi)省去了混(hun)合液(ye)回(hui)流(liu),通(tong)過(guo)增大二沉(chen)池(chi)(chi)的污(wu)泥回(hui)流(liu)來滿足反硝化需(xu)求。增大污(wu)泥回(hui)流(liu)雖(sui)然不(bu)改變二沉(chen)池(chi)(chi)的比表面積(ji)負荷(he)率,但是(shi)在一定程度上降(jiang)低了二沉(chen)池(chi)(chi)的沉(chen)淀時(shi)間,不(bu)建議采用。

厭氧釋(shi)磷的實際(ji)(ji)停(ting)留時間(含回流量)一般要求(qiu)在0.5-2h,倒置A2/O雖然滿足了(le)硝(xiao)氮對厭氧釋(shi)磷的影響(xiang),但是需(xu)(xu)要增加厭氧池(chi)的池(chi)容,從(cong)而滿足厭氧釋(shi)磷實際(ji)(ji)停(ting)留時間的要求(qiu),增加了(le)土建成本。同時多點進水需(xu)(xu)要很好的進行控(kong)制,以此來調整厭、缺氧池(chi)的碳源配比達到良好的脫(tuo)氮除磷效果。

該工藝適合原水中TN含量(liang)比(bi)較高的(de)廢(fei)水,只(zhi)要缺氧(yang)池的(de)容積(ji)設計(ji)的(de)合理可以完全反硝化(hua),從而為厭氧(yang)釋磷提供良好的(de)厭氧(yang)環(huan)境。

三、A+A2/O工(gong)藝(yi)與(yu)JHB工(gong)藝(yi)

A+A2/O工(gong)(gong)藝(見(jian)圖3)與A2/O工(gong)(gong)藝相(xiang)比,在(zai)厭氧池的前段增加了一個(ge)預脫硝(xiao)池,主(zhu)要是(shi)為了解(jie)決污泥回(hui)流中(zhong)攜帶(dai)的硝(xiao)酸(suan)鹽對厭氧釋磷的影響(xiang)。該工(gong)(gong)藝與UCT工(gong)(gong)藝的目的是(shi)相(xiang)同的。

在(zai)進水TN含量較高的情況下,該工藝不太適用,因(yin)為污泥回流中(zhong)攜帶有大量的硝(xiao)氮,預脫硝(xiao)池(chi)因(yin)設計(ji)停留時間過短(一般在(zai)0.5-0.8h)無(wu)法進行(xing)完全(quan)的反硝(xiao)化反應,從而影(ying)響厭(yan)氧釋磷。

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1991年,Pitman等人(ren)提出Johannesburg(JHB)工藝,該(gai)工藝是(shi)在A2/O工藝到厭氧區污泥(ni)回流路線中增加了一個缺氧池(chi)(見圖4),來自二沉池(chi)的污泥(ni)可(ke)利用33%左右(進(jin)水(shui)分配可(ke)調)進(jin)水(shui)中的有機物作為反硝化碳(tan)源去除(chu)硝態氮(dan),以消除(chu)硝酸鹽(yan)對厭氧池(chi)厭氧釋磷的不(bu)利影(ying)響。

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其實這(zhe)兩個工藝是一(yi)樣的,只是叫法不同。在(zai)設計(ji)中A+A2/O工藝也會設計(ji)多點(dian)進水(shui),畢竟碳源的有效分配是關鍵。

四、UCT工藝

A2/O工藝(yi)的回(hui)(hui)(hui)流(liu)(liu)污(wu)泥中很難保證不(bu)含有硝(xiao)(xiao)氮(dan),為(wei)了(le)徹底排除在厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)池中硝(xiao)(xiao)氮(dan)的干擾,南非(fei)開(kai)普敦大學于1983年開(kai)發了(le)UCT工藝(yi)(見圖5),將污(wu)泥回(hui)(hui)(hui)流(liu)(liu)至缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)區(qu),并(bing)增加了(le)從(cong)缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)段(duan)至厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)段(duan)的缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)混合液回(hui)(hui)(hui)流(liu)(liu),使(shi)污(wu)泥經缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)反硝(xiao)(xiao)化后(hou)再回(hui)(hui)(hui)流(liu)(liu)至厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)區(qu),減少了(le)回(hui)(hui)(hui)流(liu)(liu)污(wu)泥中的硝(xiao)(xiao)酸(suan)鹽含量,盡量的避免了(le)硝(xiao)(xiao)態氮(dan)對厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)釋磷的影響,同時在該工藝(yi)總存在反硝(xiao)(xiao)化除磷現象。但當進(jin)水碳(tan)氮(dan)比較低(di)時缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)池不(bu)能(neng)實現完(wan)全反硝(xiao)(xiao)化,仍有一部分硝(xiao)(xiao)氮(dan)回(hui)(hui)(hui)流(liu)(liu)到厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)區(qu)對厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)釋磷產生不(bu)利影響。

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書本上給出的設(she)(she)計(ji)(ji)參數:厭(yan)氧(yang)區(qu)(qu)HRT 1-2h;缺(que)氧(yang)區(qu)(qu)HRT 2-4h;好氧(yang)區(qu)(qu)HRT 4-12h;污(wu)泥回流比80%-100%;缺(que)氧(yang)回流比200%-400%;硝化液(ye)回流比100%-300%。(以上數據僅為參考,在設(she)(she)計(ji)(ji)時需要根(gen)據實際水(shui)質進行設(she)(she)計(ji)(ji)。)

五、MUCT工藝(yi)

與A2/O工(gong)藝(yi)(yi)相(xiang)比,UCT工(gong)藝(yi)(yi)在適當(dang)的(de)COD/KTN比例下(xia),缺氧(yang)(yang)池(chi)(chi)的(de)反反硝化可使厭氧(yang)(yang)池(chi)(chi)回流液中的(de)硝氮(dan)含量接近(jin)于(yu)零。當(dang)進水COD/KTN較低時(shi),缺氧(yang)(yang)池(chi)(chi)無(wu)法實現完全的(de)脫氮(dan),導致有一(yi)部(bu)分(fen)硝氮(dan)隨缺氧(yang)(yang)回流進入厭氧(yang)(yang)池(chi)(chi),因此又產生了改良型UCT工(gong)藝(yi)(yi)—MUCT工(gong)藝(yi)(yi)(見(jian)圖6)。

MUCT工藝有兩個缺(que)(que)氧(yang)池,第一個缺(que)(que)氧(yang)池接(jie)受二(er)沉池回流污泥(ni)(ni),后一個缺(que)(que)氧(yang)池接(jie)受好氧(yang)池硝化(hua)液(ye)回流,使污泥(ni)(ni)的(de)(de)脫氮與混合液(ye)的(de)(de)脫氮完全分開,進一步減(jian)少(shao)硝酸鹽(yan)進入厭氧(yang)池的(de)(de)可能性。

該工(gong)藝的主要目的是優化(hua)除(chu)(chu)磷(lin)效果,第二個缺(que)氧(yang)池進水中含(han)有(you)一定量的碳(tan)源(yuan),該部分(fen)碳(tan)源(yuan)反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)速率(lv)較(jiao)高,在該部分(fen)碳(tan)源(yuan)消耗殆盡(jin)后,還可進行(xing)內源(yuan)呼(hu)吸(xi)反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua),雖然反(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)速率(lv)較(jiao)低,但可進一步提高TN的去除(chu)(chu)率(lv)。

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六、Bardenpho工藝系列

6.1 Bardenpho工藝(兩(liang)級AO工藝)

Barnard(1974)開發的(de)Bardenpho工藝屬于早(zao)期生物脫氮(除磷(lin))工藝,其目的(de)是(shi)不(bu)投加外部碳源的(de)情況下脫氮率(lv)(lv)達到90%以(yi)(yi)上。如圖7所示,在第(di)一個缺(que)氧(yang)段(duan)(duan)(duan)(duan),來自硝化(hua)段(duan)(duan)(duan)(duan)的(de)混合液(ye)內回流(liu)中含有大量的(de)硝氮,在第(di)一個缺(que)氧(yang)段(duan)(duan)(duan)(duan)中利用(yong)原(yuan)水中的(de)碳源作為(wei)電子供體,進行反硝化(hua),在該段(duan)(duan)(duan)(duan)去(qu)除的(de)硝氮約占(zhan)70%(根據設計停留時(shi)間(jian)的(de)不(bu)同,去(qu)除率(lv)(lv)也不(bu)相同)。BOD去(qu)除、氨氮氧(yang)化(hua)和磷(lin)的(de)吸(xi)(xi)收都是(shi)在硝化(hua)(第(di)一個好氧(yang)池)段(duan)(duan)(duan)(duan)完成的(de)。第(di)二缺(que)氧(yang)段(duan)(duan)(duan)(duan)提(ti)供足夠(gou)的(de)停留時(shi)間(jian),通過混合液(ye)的(de)內源呼吸(xi)(xi)進一步去(qu)除殘余的(de)硝氮。最終好氧(yang)段(duan)(duan)(duan)(duan)為(wei)混合液(ye)提(ti)供短暫的(de)曝氣時(shi)間(jian),以(yi)(yi)降低二沉池出現厭氧(yang)狀態和釋磷(lin)的(de)可能(neng)性。

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6.2 五段Phoredox工藝(簡(jian)稱為Phoredox工藝)

由于(yu)發現Bardenpho工(gong)(gong)(gong)藝中混合液回流中的(de)(de)硝氮(dan)對生物除(chu)磷有非常不利(li)的(de)(de)影響,通(tong)過Bardenpho工(gong)(gong)(gong)藝的(de)(de)中試(shi)研究,Barnard(1976)提出真正意義上的(de)(de)生物脫氮(dan)除(chu)磷工(gong)(gong)(gong)藝流程(cheng)(見圖8),即在Bardenpho工(gong)(gong)(gong)藝前段增設一個(ge)厭(yan)氧區。這一工(gong)(gong)(gong)藝流程(cheng)在南非稱(cheng)為五段Phoredox工(gong)(gong)(gong)藝(簡稱(cheng)為Phoredox工(gong)(gong)(gong)藝),在美(mei)國稱(cheng)之為改良(liang)型Bardenpho工(gong)(gong)(gong)藝。改良(liang)型Bardenpho工(gong)(gong)(gong)藝通(tong)常按(an)低污泥(ni)負(fu)荷(較長(chang)污泥(ni)齡(ling))方式設計(ji)和運行,目的(de)(de)是提高(gao)脫氮(dan)效率(lv)。

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五(wu)段Phoredox工(gong)藝使用(yong)的SRT比A2/O工(gong)藝更長(10-20d),其他(ta)設計參數(shu)為:厭氧(yang)區(qu) HRT=0.5-1h;第(di)(di)一(yi)缺氧(yang)區(qu)HTR=1-3h;第(di)(di)二缺氧(yang)區(qu)HRT=2-4h;第(di)(di)一(yi)好氧(yang)區(qu)HRT=4-12h,第(di)(di)二好氧(yang)區(qu)HRT=0.5-1h;污(wu)泥回流比為50%-100%;混合液回流比為200%-400%。(以上(shang)數(shu)據僅(jin)供參考,具體設計請根據水(shui)質(zhi)進行變動(dong)。)

6.3 3段改良Bardenpho工(gong)藝(yi)(或A2/O工(gong)藝(yi))

測(ce)試表明,五段Phoredox工(gong)藝并不能(neng)將硝酸(suan)鹽(yan)含量降低至零,與第(di)一缺氧區相比,第(di)二(er)缺氧池因為采用內源(yuan)呼吸反(fan)硝化導致(zhi)單位(wei)容(rong)積反(fan)硝化速率相當低。第(di)二(er)缺氧池的(de)低效促使Simpkins和(he)McLaren(1978)提出,在某些(xie)情況(kuang)下可取消第(di)二(er)缺氧池,適當加大第(di)一缺氧池,以獲得最大的(de)反(fan)硝化處(chu)理效果和(he)最低的(de)回流(liu)污泥硝酸(suan)鹽(yan)濃度,即3段改良Bardenpho工(gong)藝(見圖9),也(ye)就(jiu)是目前常(chang)用的(de)A2/O工(gong)藝。

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七、約翰(han)內斯(si)堡(Johannesburg)工(gong)藝

本工(gong)藝(yi)源(yuan)(yuan)自南(nan)非(fei)約翰(han)內(nei)斯堡,為UCT變型工(gong)藝(yi),該(gai)(gai)工(gong)藝(yi)(見圖10)的主要目的是盡量減少污泥(ni)回(hui)流中(zhong)的硝(xiao)(xiao)氮(dan)進入(ru)(ru)厭氧池,提高(gao)較低進水濃度廢(fei)水德爾處理(li)(li)效率(其實脫氮(dan)工(gong)藝(yi)就是碳(tan)源(yuan)(yuan)的合理(li)(li)分配問題(ti),在不(bu)考慮反硝(xiao)(xiao)化除磷(lin)(lin)的情(qing)況下,低COD廢(fei)水,除磷(lin)(lin)量越多,反硝(xiao)(xiao)化脫氮(dan)越差,關(guan)鍵(jian)是看(kan)操(cao)作人員如(ru)何(he)取(qu)舍(she))。回(hui)流活性污泥(ni)直接進入(ru)(ru)缺(que)氧池,該(gai)(gai)池有足夠的停留時間(jian)利(li)用內(nei)源(yuan)(yuan)呼吸去還原(yuan)污泥(ni)中(zhong)攜帶的硝(xiao)(xiao)氮(dan),然后再進入(ru)(ru)厭氧區進行釋磷(lin)(lin)反應(ying)。(題(ti)外(wai)話(hua),這個(ge)工(gong)藝(yi)在有些(xie)資(zi)料上(shang)給(gei)歸為JHB工(gong)藝(yi),我(wo)認為知道工(gong)藝(yi)的原(yuan)理(li)(li)就行,有些(xie)問題(ti)沒必要去糾結(jie)。)

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八、PASF工藝

針對A2/O工(gong)(gong)藝(yi)中(zhong)各(ge)菌(jun)(jun)群(qun)間(jian)污泥(ni)(ni)齡(ling)(ling)需(xu)求(qiu)矛盾(dun)的(de)問(wen)題,近年來有很多(duo)研究提出將(jiang)活(huo)性(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)和(he)生(sheng)物(wu)膜法(fa)相(xiang)結合(非(fei)泥(ni)(ni)膜共存工(gong)(gong)藝(yi))以緩(huan)解(jie)這(zhe)(zhe)一矛盾(dun)。這(zhe)(zhe)時系統中(zhong)就存在(zai)兩類菌(jun)(jun)群(qun):短泥(ni)(ni)齡(ling)(ling)懸浮活(huo)性(xing)污泥(ni)(ni)和(he)長齡(ling)(ling)生(sheng)物(wu)膜上(shang)(shang)附著的(de)菌(jun)(jun)群(qun),這(zhe)(zhe)樣能很好的(de)解(jie)決(jue)硝化(hua)細菌(jun)(jun)與(yu)聚磷菌(jun)(jun)間(jian)的(de)泥(ni)(ni)齡(ling)(ling)矛盾(dun)。在(zai)此基(ji)礎之上(shang)(shang)發(fa)展(zhan)的(de)工(gong)(gong)藝(yi)為(wei)PASF工(gong)(gong)藝(yi),(見圖11)。該工(gong)(gong)藝(yi)分(fen)為(wei)前(qian)(qian)后(hou)兩段(duan),前(qian)(qian)段(duan)采(cai)用(yong)(yong)活(huo)性(xing)污泥(ni)(ni)法(fa),主要包括厭氧、缺(que)氧、好氧、二沉等;后(hou)段(duan)采(cai)用(yong)(yong)生(sheng)物(wu)膜法(fa),主要采(cai)用(yong)(yong)曝氣生(sheng)物(wu)濾池或者(zhe)加裝填料的(de)生(sheng)物(wu)膜池。

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該工(gong)藝(yi)中硝(xiao)(xiao)化(hua)作用(yong)主要(yao)集(ji)中在(zai)(zai)曝氣生物(wu)濾池內,大量(liang)的硝(xiao)(xiao)化(hua)反應在(zai)(zai)二沉池之(zhi)后完成,避免了(le)污泥(ni)回流(liu)攜帶硝(xiao)(xiao)氮對厭氧(yang)釋磷(lin)(lin)(lin)(lin)的影響。另外(wai)硝(xiao)(xiao)化(hua)菌和聚磷(lin)(lin)(lin)(lin)菌的分開更(geng)有利于營造最適宜各(ge)類(lei)菌群生長的環境。該工(gong)藝(yi)中,菌群分開專(zhuan)性(xing)較強,可以縮(suo)短(duan)各(ge)反應器的停留時間。同(tong)時,在(zai)(zai)前段(duan)活(huo)性(xing)污泥(ni)工(gong)藝(yi)中釋磷(lin)(lin)(lin)(lin)菌在(zai)(zai)缺少好(hao)氧(yang)除磷(lin)(lin)(lin)(lin)的情況下,反硝(xiao)(xiao)化(hua)除磷(lin)(lin)(lin)(lin)菌(DPB)可以大量(liang)富集(ji)從(cong)而產生反硝(xiao)(xiao)化(hua)除磷(lin)(lin)(lin)(lin)反應,節省碳源、節省能耗(hao)。

該(gai)工藝在(zai)設計中,好氧池起到降低污泥沉降比、進一步降低BOD(不(bu)影響硝(xiao)化反應)的功能,幾乎不(bu)參與(yu)硝(xiao)化反應,所(suo)以該(gai)池停留時間可以很短(duan)(1-2h)。

九、Dephanox工藝

Wanner(1992)首(shou)次提(ti)出Dephanox雙(shuang)污泥反硝化脫(tuo)氮除磷工藝雛形(xing)(見圖(tu)12)。

所(suo)謂雙(shuang)污泥(ni)系統(tong)(tong)就是硝(xiao)化(hua)菌獨(du)立于反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)除(chu)磷菌(DPB)而單獨(du)存(cun)在于固定膜生物反(fan)(fan)(fan)應器中(zhong)。該工(gong)藝解決(jue)了聚磷菌和反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)菌競爭碳源的(de)問(wen)題(參(can)照反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)化(hua)除(chu)磷原(yuan)理),同時也巧(qiao)妙的(de)解決(jue)了活(huo)性污泥(ni)系統(tong)(tong)培養硝(xiao)化(hua)菌需要(yao)的(de)較長SRT這一不(bu)利條(tiao)件。

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在該工(gong)藝中,含(han)DPB回流(liu)污(wu)泥首(shou)先在厭氧池完成釋磷(lin)(lin)和儲存PHB,經過(guo)快沉池分離后(hou)(hou),富含(han)DPB的(de)(de)(de)污(wu)泥超越固(gu)定(ding)膜(mo)反(fan)應器(qi)至缺氧池,含(han)氨(an)氮(dan)的(de)(de)(de)上清液直接進(jin)入固(gu)定(ding)膜(mo)反(fan)應器(qi),進(jin)行好氧硝化,產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)硝化液流(liu)入缺氧池后(hou)(hou)與DPB污(wu)泥接觸,完成反(fan)硝化除磷(lin)(lin)反(fan)應。由(you)于(yu)DPB污(wu)泥沒有經過(guo)好氧池,所(suo)以(yi)它體內的(de)(de)(de)PHB幾乎全用于(yu)反(fan)硝化吸磷(lin)(lin)作用。因(yin)DPB每吸收1份的(de)(de)(de)正磷(lin)(lin)酸鹽就(jiu)需(xu)要7份的(de)(de)(de)NO3—-N,故而在污(wu)水中N/P低(di)于(yu)7時,就(jiu)意味著缺氧池中硝氮(dan)含(han)量不(bu)足導(dao)致不(bu)能(neng)徹底(di)除磷(lin)(lin),因(yin)此需(xu)要在缺氧池后(hou)(hou)增加再(zai)曝(pu)氣池,從而保(bao)證TP的(de)(de)(de)穩定(ding)達標。

其(qi)實該工藝(yi)還有(you)一(yi)定(ding)的(de)缺陷(xian),比如:①厭(yan)氧池中無法完全吸附有(you)機物,導(dao)致(zhi)固定(ding)膜反(fan)(fan)應器(qi)進水(shui)中攜(xie)帶有(you)BOD,一(yi)方(fang)(fang)面抑制硝(xiao)化反(fan)(fan)應,另一(yi)方(fang)(fang)面造成有(you)機物的(de)浪費和能耗的(de)增高(gao);②在進水(shui)氨氮(dan)偏高(gao)時,缺氧池中反(fan)(fan)硝(xiao)化除磷菌(jun)不能徹(che)底的(de)去除硝(xiao)氮(dan),導(dao)致(zhi)出水(shui)TN的(de)升高(gao)。

來源:環保工程師

 
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