CAST工藝短程硝化反硝化研究.pdf

1、隨著人們生活水平的提高，生活污水C/N低的現(xiàn)象日趨普遍，造成污水生物脫氮過(guò)程中碳源不足，脫氮效率降低等問(wèn)題。短程硝化反硝化工藝作為一種新型的生物脫氮工藝，和常規(guī)的生物脫氮工藝相比，不僅可以節(jié)省能耗約25％（以氧計(jì)），節(jié)約碳源40%（以甲醇計(jì)），而且具有縮短反應(yīng)時(shí)間，降低污泥產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)，因而近年來(lái)成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本課題采用CAST小試試驗(yàn)裝置，分別以實(shí)際生活污水和模擬生活污水作為處理對(duì)象，系統(tǒng)的研究了短程硝化反硝化的實(shí)現(xiàn)條件，各種因

2、素對(duì)短程硝化的影響情況以及短程硝化的實(shí)時(shí)控制策略。
　　采用CAST小試試驗(yàn)裝置處理實(shí)際生活污水，在常溫（18-20℃），pH值7.18～8.63條件下，通過(guò)控制DO快速啟動(dòng)短程硝化反硝化污泥。結(jié)果表明：采用運(yùn)行工況：進(jìn)水/曝氣（3h）—沉淀（0.5h）—排水/閑置（0.5h）；泥齡：11d；DO：0.4～0.9mg/L，通過(guò)28d的連續(xù)培養(yǎng)快速啟動(dòng)了短程硝化反硝化污泥。
　　以模擬生活污水為處理對(duì)象，考察了DO、溫度、C/

3、N以及堿度對(duì)短程硝化反硝化的影響。將DO分為DO>1.0mg/L、0.5mg/L

4、污泥，在冬季低溫期溶解氧較高的情況下仍能維持穩(wěn)定的亞硝酸鹽積累率。將C/N分為5.69、3.63、2.70、1.97四種情況，研究表明：不同C/N條件下亞硝酸鹽積累率有所不同，隨著C/N的降低，亞硝酸鹽積累率逐漸升高。將堿度分成堿度充足、堿度過(guò)量以及堿度不足三種情況，研究表明：堿度越高越有益于亞硝酸鹽的積累；在堿度過(guò)量和堿度不足的情況下，出水氨氮濃度較堿度充足的情況下低。
　　通過(guò)分析CAST工藝的脫氮途徑，在忽略氮吹脫作用的情況

5、下，CAST工藝中氮的去除主要通過(guò)同步硝化反硝化的途徑。考察了不同DO、C/N以及溫度對(duì)同步硝化反硝化的影響情況，得出當(dāng)DO控制在0.5～1.0mg/L時(shí)，TN去除率最高；當(dāng)C/N在2.7左右時(shí)，脫氮效果最佳，在高C/N時(shí)，由于碳源充足,硝化反應(yīng)成為脫氮的限制步驟；在低C/N時(shí)，碳源不足，反硝化反應(yīng)成為脫氮的限制步驟。在常溫期（16.0～28.9℃），DO為0.5～1.0mg/L，出水TN和氨氮濃度隨著常溫期溫度的降低而降低。在冬季低溫

6、期（11.1～12.4℃），將DO提高到2.0mg/L左右，與常溫期的出水TN與氨氮相比差距仍較大，低溫對(duì)系統(tǒng)的硝化反硝化影響較嚴(yán)重。
　　對(duì)CAST工藝污水處理廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，研究了CAST工藝中主反應(yīng)區(qū)的ORP和DO值的全周期動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，以及ORP和DO值的相關(guān)關(guān)系。研究結(jié)果：主反應(yīng)區(qū)在曝氣階段ORP與DO的對(duì)數(shù)值呈線性關(guān)系，即y=77.606Lnx－1.9334、R2=0.85906。主反應(yīng)區(qū)ORP值主要受DO影響，在曝氣

7、過(guò)程中ORP作為硝化反應(yīng)的實(shí)時(shí)控制參數(shù)不及DO。
　　在CAST工藝的一個(gè)完整的反應(yīng)周期內(nèi)，在線控制參數(shù)pH、DO以及ORP在曝氣過(guò)程中具有一定的規(guī)律性，而且這種規(guī)律性與反應(yīng)中氨氮濃度的變化呈現(xiàn)良好的相關(guān)性。當(dāng)氨氮降解接近完畢時(shí)，DO上升速率加快，pH值也會(huì)由下降轉(zhuǎn)為上升，pH曲線上出現(xiàn)指示硝化結(jié)束的特征點(diǎn)“氨谷”。在堿度過(guò)量的情況下,DO和pH值的變化規(guī)律與堿度充足的情況相似，只是整個(gè)反應(yīng)周期由原來(lái)的310分鐘變?yōu)?10分鐘，延