两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺的优点论文.docVIP

　　两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺的优点论文 聂熹 马红梅 郑冲 吕臻 摘 要：从理论和实验两方面系统地总结了两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺的优点。 关键词：两级序批式活性污泥法工艺；除磷脱氮；自动控制；pH值；氧化还原电位；溶解氧 1 两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺理论上的优点 氮、磷的脱除不外乎有等四类生物反应过程。 大量研究表明，单级活性污泥除磷脱氮系统（如A2/O和SBR等系统）中氮和磷的去除为一对矛盾的关系，除磷效果好时脱氮效果不好，而脱氮效果好时除磷效果却不好。这是因为释磷、吸磷、硝化和反硝化这四类生化反应过程对微生物的组成、基质类型及环境条件的要求各不一样，使得单级活性污泥除磷脱氮系统不可避免地存在着固有的矛盾和不足。而两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺能避免这些矛盾和不足，其主要优点在于： ①解决了聚磷菌与硝化菌和反硝化菌混合生长的矛盾 在单级除磷脱氮系统中，除磷的主要微生物——聚磷菌和在脱氮过程中起重要作用的硝化菌是混合生长的。硝化菌通常属于自养专性好氧菌，其特点是繁殖速度缓慢.freelg/L以下。 在两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺中，除磷级在前，而此时进水中氮以氨氮形式存在，除磷级主要是泥龄短的聚磷菌，泥龄长的硝化菌很难存活，这样聚磷菌就能够充分发挥其厌氧释磷和好氧吸磷功能，从而解决了单级除磷脱氮系统厌氧区硝酸盐问题。 ④解决了有机物浓度与硝化作用的矛盾。 污水中可生物降解含碳有机物与氮之比（BOD5/TKN）是影响生物硝化速率的主要因素。硝化菌是自养专性好氧菌，在好氧条件下，其增长速率与异养菌相比较要低得多。在硝化阶段，若含碳有机物的浓度过高，会使生长速率较高的异养菌迅速繁衍，从而使生长缓慢的硝化菌得不到优势生长，结果降低了硝化速率。另外，有机物对硝化菌的毒害和抑制作用，使得本来生产率就很低的硝化菌处于不利的生存环境。所以在硝化阶段，含碳有机物的浓度不能过高。一般资料认为，BOD5应控制在20mg/L以下，且BOD负荷应控制在0.06~0.1kgBOD5/kgMLSS·d的水平。 在两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺中，在前的除磷级的运行过程是先厌氧释磷后好氧吸磷，而此时进水中大量有机物正好做为释磷所需的碳源，等除磷级出水进入到脱氮级时系统中有机物浓度就很低了，这恰好是硝化菌所需的良好环境。 ⑤降低了除磷和脱氮过程中的能量消耗。 在单级除磷脱氮系统中，当进水的COD/N值较高时，为使含碳有机物氧化分解至较低的浓度而保证硝化作用的进行，必须保证处理系统有较长的曝气时间和泥龄，这不仅对除磷不利，且运行费用也相对较高，不经济。 在两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺中，不存在硝化阶段COD/N值较高问题，故该工艺可以降低能耗。 以上分析了单级除磷脱氮系统的一系列矛盾关系，阐明了两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺优点。基于此提出了两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺，并进行了实验研究。 2 实验装置及流程简介 2.1 实验装置及控制 反应器大小为直径200mm，高600mm，有效容积12L有机玻璃柱。实验装置是由两套大小完全相同的反应器组成，分别用做除磷序批式活性污泥法级（简称除磷级）、脱氮序批式活性污泥法级（简称脱氮级）。以上每套装置见示意图1。除磷级和脱氮级串联使用，即原污水→除磷级→脱氮级，详见实验流程示意图2。另外还有单泥除磷脱氮序批式活性污泥法级，它单独运行，作为上述两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺对比工艺。 装置均采用鼓风曝气，用转子流量计控制曝气量。系统采用电热丝加热，并利用温控仪系统进行恒温控制。ORP、pH和DO均在线控制，根据ORP、pH和DO的变化控制各反应器的反应时间和采样。根据SBR工艺特点，每一种实验条件必须运行若干周期以上才进行采样测试。 2．2 实验流程 ①两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺流程是由除磷级和脱氮级组成，它们串联使用，除磷级在前，脱氮级在后，除磷级的除磷的出水将进入和脱氮级进行脱氮处理，其流程见示意图2。除磷级和脱氮级周期运行时间均为8小时。 ②单泥除磷脱氮序批式反应器单独运行，用作“两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺”对比工艺，周期运行时间均为16小时。 2．3 原水配制 3 在实验过程中，两级序批式活性污泥法生物除磷脱氮工艺体现出下列优势 ①工艺对磷和氮的脱除是可行的和可靠的。 实验表明，两级序批式活性污泥法除磷脱氮工艺系统对磷和氮的去除是可行的，也是可靠的。该系统具有很高的处理效率：COD去除率为90.9～96.2%，出水COD均小于25mg/L；除磷率为97～99.2%，出水总磷浓度为0