AO法工艺行参数的控制.doc

A/O法工艺运行参数的控制及对水质的影响 一、工艺处理效果的影响因素及分析 1 温度的影响 温度是影响 A/O 工艺脱氮效果的主要因素,主要体现在细菌的增殖速度和活性两个方面。 且温度对脱氮的影响比对除磷的影响大。在好氧段,硝化反应在 5- 35℃时,其反应速率随温度升高而加快,适宜的温度范围为 30- 35 ℃。当低于 5 ℃时, 硝化菌的生命活动几乎停止。有人提出硝化细菌比增长速率 μ 与温度的关系为: μ=μ0θ(T20), 式中 μ0 为20 ℃时最大比增长速率, θ 为温度系数, 对亚硝酸菌 θ 为 1.12、对硝酸菌为 1.07。缺氧段的反硝化反应可在 5-27 ℃时进行,反硝化速率随温度升高而加快,适宜的温度范围为 15-25 ℃。厌氧段,温度对厌氧释磷的影响不太明显,在 5-30 ℃除磷效果均较好。 2 pH 值的影响 在厌氧段,生物除磷系统适宜的 pH 范围与常规生物处理相同,为中性或微碱性, 最适宜的 pH 值为 6-8,对 pH 不合适的工业废水,处理前须先进行调节,以避免污泥中毒。而在兼氧段,反硝化细菌脱氮适宜的 pH 值为6.5-7.5。在耗氧反硝化段,一般认为亚硝化细菌的最佳 pH 值为 8.0-8.4,若 pH 过高,则 NH4+NH3平衡被打破,NH3 浓度增加,由于硝化细菌对 NH3 极敏感,结果必会影响到硝化作用的速率。 3 溶解氧的影响 溶解氧的存在会抑制异养硝化盐还原反应, 其作用机理为: 1)氧阻抑硝酸盐还原酶的形成(有些反硝化细菌必须在厌氧和有硝酸盐存在的条件下才能诱导合成硝酸盐还原酶); 2)氧可作为电子受体,竞争性地阻碍硝酸盐的还原。O系统在实际运行时,为获得更高的脱氮效果,常采用较大的内回流比,使更多的 NO3-进入到兼氧池进行反硝化处理,造成回流混合液中溶解氧破坏了缺氧硝化环境, 阻断反硝化反应的进行。因此为调和兼氧池中溶解氧量与内回流比的矛盾,对一个确定的 O 工艺系统,应根据兼氧池中溶解氧量与内回流比的关系,正确选择恰当的内回流比。因子之一,氧的存在使混合液的氧化还原电位提高,抑制聚磷细菌的释磷作用,同时微生物耗氧呼吸消耗了一部分可生物降解的挥发性有机基质, 使聚磷细菌可吸收利用的有机物大大减少,降低了其在好氧条件下吸收并储存磷的能力。因此曝气池中溶解氧含量并非越高越好,过量的溶解氧随活性污泥进入到厌氧池,因此O 系统的曝气量应根据功能需要进行优化调控。 4 C/N 比的影响 在 O 系统中, C/N 比是影响系统脱氮除磷效果的关键因素,传统理论认为, 脱氮除磷系统中 N的负荷不允许超过 0.05 N/(gMLSSd), C/N 过高会抑制耗氧段的硝化功能,C/N 过低则抑制反硝化和释磷过程。有研究表明,当废水中 C/N 的值小于 4时,系统的脱氮除磷效果将恶化,但在实际操作运行中,为提高系统处理功能, C/N 一般不宜小于 8, 这样做主要是为避免过量的 NO3-N存在使硝化细菌在厌氧池中与聚磷细菌争夺有限的碳源。城市废水中 C/N 一般不小于 8,因此城市生活废水的 C/N 不会成为 O 工艺的限制因子,而以工业废水为主的处理系统,C/N 比率不稳定,常常会对系统产生不良影响。 上图1是各区COD的分布示意图 5 污泥龄(SRT)的影响 硝化细菌属于专性自养型好氧细菌,其突出特点是繁殖速度慢,世代时间较长, 其比增长速率比异养细菌低一个数量级,在冬季,硝化细菌繁殖所需的世代时间长达 30 d 以上,即使是夏季,在泥龄小于5 d 的活性污泥系统中硝化作用也十分微弱。与之相反,系统中异养降解细菌和反硝化细菌的世代周期一般为 2-3 d,过长的泥龄会造成上述菌种的老化,影响其降解活性。另外,聚磷脱氮菌也多为短泥龄微生物, 较短的泥龄可获得较高的除磷效果,在实际生产中, O系统为满足硝化脱氮功能常采上牺牲了部分有机物降解、除磷和反硝化速率。此外,生物除磷的唯一渠道是排除剩余污泥,为保证系统的除磷效果就不得不维持较高的污泥排放量,系统的泥龄也就相应地降低。美国 Hyperion[17]污水处理厂的试验研究表明,当温度为 22-24 ℃时,除磷系统的泥龄为 1 d,出水磷为 0.4 mg/ L。因此硝化菌和聚磷脱氮菌在泥龄需求上存在着矛盾,整个系统的泥龄必须控制在一个很窄的范围,这种调和虽然使系统具备脱氮除磷效果,同时也使两类微生物无法发挥各自的优势。 下图2是TN,TP,COD受污泥龄的影响示意图 6 碳源的影响 在 O 系统中,反硝化细菌和聚磷细菌均需要利用有机碳源进行新陈代谢, 同时,挥发性有机物(VFA)在系统发挥脱氮除磷功能中作用巨大,研究表明,污水中低分子挥发性有机物越高,反硝化和聚磷细菌吸收有机物以 PHB