改良UCT分段進(jìn)水工藝處理生活污水性能優(yōu)化研究
摘要:在某大型污水處理廠采用中試規(guī)模的改良UCT分段進(jìn)水脫氮除磷工藝處理低COD/N生活污水,重點(diǎn)研究了流量分配比和原水營(yíng)養(yǎng)元素比(COD/N、COD/P和TN/P)對(duì)工藝脫氮除磷性能的影響,目的是分析探索工藝對(duì)有機(jī)物和氮磷去除機(jī)制和污泥特性。連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)表明,該工藝取得穩(wěn)定高效的去除性能。在進(jìn)水COD負(fù)荷為0.79~0.93kg/(m3·d),4種流量分配比條件下,平均出水COD濃度和去除率分別為(43.7±8.35)mg/L和(83.8±3.86)%,且厭氧區(qū)和缺氧區(qū)對(duì)COD的去除貢獻(xiàn)高達(dá)60.2%~76.2%。進(jìn)水流量分配為40%∶30%∶30%時(shí)可獲得88.2%的總氮去除率,其中通過(guò)好氧同步硝化反硝化去除的占32.8%,出水氨氮(NH+4-N)和總氮(TN)為(0.21±0.20)mg/L和(7.90±1.27)mg/L.約占32.6%~39.5%的反硝化聚磷菌對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高達(dá)97.2%的磷去除率有著重要作用。氮去除率與原水COD/N在4.64~7.41范圍內(nèi)呈線性正比關(guān)系(R2=0.96),磷去除率分別隨原水COD/P和TN/P在35.0~92.5和6.24~12.5范圍內(nèi)增加而增加(R2=0.87和R2=0.89)。系統(tǒng)平均SVI值為(82.6±4.99)mL/g,污泥沉降性能良好。
關(guān)鍵詞:分段進(jìn)水,進(jìn)水流量分配,脫氮除磷,同步硝化反硝化,反硝化除磷,UCT
污水排入自然水體之前,必須將有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)元素(尤其氮磷)去除。與物理-化學(xué)處理方法相比,生物法在脫氮除磷效率和能耗費(fèi)用方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。目前,較為常用的生物活性污泥法工藝主要有前置反硝化工藝(A/O),厭氧/缺氧/好氧工藝(A/A/O)和開(kāi)普敦工藝(UCT)等。針對(duì)碳源充足或碳氮比(COD/N)較高的污水,這些工藝表現(xiàn)出良好的脫氮除磷性能。但是,對(duì)于低COD/N水質(zhì),傳統(tǒng)工藝往往不能滿足國(guó)家城鎮(zhèn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,因而許多污水處理廠面臨升級(jí)改造的問(wèn)題。另外已建污水處理廠提高脫氮除磷效率,改善出水水質(zhì)有以下3種措施:1、優(yōu)化現(xiàn)有工藝運(yùn)行條件,提高自動(dòng)控制水平;2、耦合生物脫氮除磷新技術(shù)l;3、變革現(xiàn)有處理工藝。前2種方法相對(duì)經(jīng)濟(jì)有效,多被現(xiàn)有污水廠升級(jí)改造工程中接受采納。
分段進(jìn)水A/O工藝是一種在傳統(tǒng)A/O工藝基礎(chǔ)上優(yōu)化進(jìn)水方式和提高有機(jī)碳源利用率的高效生物脫氮除磷工藝,許多學(xué)者研究了二段、三段和四段式分段進(jìn)水工藝性能和特性,均表明該工藝在無(wú)需或少投加外碳源的條件下就可以獲得較高的脫氮除磷效果。然而,絕大多數(shù)研究采用人工配水為處理對(duì)象,而且僅關(guān)注工藝的脫氮性能。為了提高分段進(jìn)水工藝實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和同步高效脫氮除磷效率,本課題組提出一種新型分段進(jìn)水深度脫氮除磷工藝。該工藝集UCT工藝和分段進(jìn)水工藝優(yōu)勢(shì)于一體,無(wú)需硝化液內(nèi)回流設(shè)施,污泥沉降性好,污泥濃度高,原水碳源利用率高等,尤其適用于處理低COD/N城市生活污水。
本研究試圖以北京市某污水處理廠的生活污水為處理對(duì)象,優(yōu)化改良UCT分段進(jìn)水工藝運(yùn)行條件,探索工藝的脫氮除磷性能和各污染物去除機(jī)制。
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