單污泥SBR工藝反硝化除磷性能研究.pdf

1、水體富營養(yǎng)化問題日益突出，近年來嚴重影響了居民的日常生活。水體富營養(yǎng)化的根本原因是氮磷的過量排放，因此近年來各國的污水排放標準日益嚴格，防止水體富營養(yǎng)化。常規(guī)生物脫氮除磷工藝在處理城市生活污水方面應用較為廣泛，但其存在碳源競爭導致碳源不足；污泥產(chǎn)量大導致污泥處理費用高；曝氣量大導致工藝日常運行費用高等不足。近年來開發(fā)的反硝化除磷工藝，可以彌補以上方面不足，同時若能夠以亞硝酸鹽作為電子受體，則能夠進一步節(jié)省曝氣量、節(jié)省反硝化所需碳源實現(xiàn)污

2、水處理的節(jié)能降耗。
　　為了促進反硝化除磷工藝的發(fā)展，特別是短程反硝化除磷工藝的開發(fā)和應用，本課題以人工配水為處理對象，利用SBR反應器研究了(AO)2-SBR反硝化除磷工藝反硝化除磷特性，并提出了該系統(tǒng)優(yōu)化運行控制策略；考察了AA-SBR反硝化除磷工藝分別以硝酸鹽和亞硝酸鹽作為電子受體時系統(tǒng)的反硝化除磷性能，對以亞硝酸鹽作為電子受體馴化的污泥特性進行了系統(tǒng)研究，并對亞硝酸鹽對反硝化除磷性能抑制機理從三個方面進行了深入分析探討。<

3、br>　　在(AO)2-SBR工藝中成功地富集了反硝化聚磷菌(DPAOs)，實現(xiàn)了反硝化除磷，節(jié)省了能量消耗和碳源的消耗。該工藝對COD的去除率平均為81.49％；對總氮TN的去除率平均為93.07%，出水水質(zhì)可以滿足國家《污水排放標準》(GB18918-2002)一級排放標準。但該工藝對磷的去除效果不穩(wěn)定，出水磷為0.57~6.57mg/L，變化范圍較大，通過分析得出通過實時控制策略的應用可改善該工藝除磷效果。該工藝前好氧段出現(xiàn)NO2

4、--N積累的現(xiàn)象，積累率平均為21.25%，NO2--N的積累使工藝在節(jié)省曝氣量、節(jié)省碳源、減少水力停留時間等方面更具優(yōu)勢?；趯崟r監(jiān)測ORP曲線和pH變化曲線上的特征點，建立了(AO)2-SBR工藝優(yōu)化控制策略。
　　本課題發(fā)現(xiàn)A/A-SBR污泥的最大缺氧吸磷速率大于最大好氧吸磷速率，這就與現(xiàn)在的反硝化除磷理論不同，基于此試驗結(jié)果，本文提出了聚磷菌分為三類：第一類為只能以氧作為電子受體的聚磷菌；第二類為既能以氧作為電子受體，又能

5、以硝態(tài)氮作為電子受體的聚磷菌；第三類為只能以硝態(tài)氮作為電子受體的聚磷菌。
　　通過對A/A-SBR工藝典型周期內(nèi)pH值的變化規(guī)律研究，以及現(xiàn)有的研究成果，提出以污泥混合液pH值和ORP作為在線參數(shù)，建立優(yōu)化控制策略，實現(xiàn)工藝的優(yōu)化運行，從而達到節(jié)能降耗的目的。
　　對于以硝酸鹽馴化的污泥系統(tǒng)，以硝酸鹽作為電子受體時反硝化速率和缺氧吸磷速率都要大于以亞硝酸鹽作為電子受體的反硝化速率和缺氧吸磷速率；亞硝酸鹽濃度<20mg/L時，

6、亞硝酸鹽可以作為電子受體，不會對反硝化吸磷作用產(chǎn)生抑制；當亞硝酸鹽濃≥20mg/L時，亞硝酸鹽就會對反硝化吸磷作用產(chǎn)生抑制作用；DPAOs以亞硝酸鹽作為電子受體pH=8時的反硝化速率和吸磷速率較pH=7時高。
　　以分段投加亞硝酸鹽方式馴化反硝化聚磷菌，分段投加15mg/L亞硝酸鹽馴化污泥7個周期后，反硝化速率高達12.73mgNO2--N/gMLSS/h，吸磷速率最高可達18.75mgPO43--P/gMLSS/h，比以硝酸鹽作

7、為電子受體時的對應速率都要大；分段投加20mg/L亞硝酸鹽馴化污泥13個周期后，DPAOs利用亞硝酸鹽的反硝化速率下降至0.92~1.55mgNO2--N/gMLSS/h，吸磷速率下降至1.97~4.19mgPO43--P/gMLSS/h。不等量分段投加亞硝酸鹽反硝化除磷性能，比等量投加時要好。不等量投加的關(guān)鍵為第一段投加量的合理確定。
　　本課題發(fā)現(xiàn)分段投加20mg/L亞硝酸鹽時，第一次投加后，pH變化速率先大、再小、最后再大的

8、規(guī)律，第二次投加20mg/L亞硝酸鹽后則一直保持較大的pH變化速率。根據(jù)此規(guī)律作者提出反硝化中間產(chǎn)物短時抑制缺氧吸磷作用假說。
　　以亞硝酸鹽作為電子受體馴化的污泥系統(tǒng)，利用硝酸鹽的反硝化除磷性能好于利用亞硝酸鹽的反硝化除磷性能；亞硝酸鹽濃度越高，反硝化速率和吸磷速率越低；pH=8.0時系統(tǒng)利用亞硝酸鹽的反硝化除磷性能好于pH=7.0時的反硝化除磷性能。
　　從解偶聯(lián)、能量水平及酶活性等三個方面對亞硝酸鹽對反硝化作用抑制機理