反硝化除磷工艺进展及影响因素.pdf
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1、反硝化除磷工艺进展及影响因素冯琪瑞唐玉朝伍昌年黄显怀王坤邵磊陈姝婷马雪雨(安徽建筑大学环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室安徽 合肥)摘 要:阐述了反硝化除磷的基本机理与特点介绍了基于反硝化除磷理论研发出的单污泥工艺和双污泥工艺流程比较了各类工艺的优缺点提出了相应的优化改进措施 分析了反硝化除磷系统的主要影响因素包括碳源种类、值、电子受体、/比、污泥龄等提出了将处于实验阶段的新型工艺投入运行、探究多因素对系统脱氮除磷的综合影响等后续研究展望关键词:反硝化除磷工艺流程影响因素城市污水处理中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期:修订日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目()安徽
2、省自然科学基金资助项目()安徽省教育厅创新团队基金资助项目()作者简介:冯琪瑞()男安徽合肥人硕士研究生研究方向为水处理理论与技术 ():./.:我国城市污水普遍存在进水碳源不足的问题导致氮磷元素难以被高效去除 传统的生物营养物处理工艺()存在着泥龄矛盾、碳源竞争、溶解氧残留等问题无法满足日益严格的污水排放标准要求 直接向污水中投加碳源(如甲醇、乙醇、葡萄糖等有机物)会导致碳源浪费、成本增加、副产物增多 基于此现状研发高效、经济、稳定的新型处理工艺具有重要意义 反硝化除磷工艺能最大程度地利用进水碳源同时减少污泥产量节约能源在低/比污水处理中显现出良好的应用前景 今综述反硝化除磷工艺进展分析影响
3、除磷脱氮效果的因素为后续研究提供参考 反硝化除磷理论传统的生物除磷工艺是利用聚磷菌()厌氧释磷、缺氧吸磷的生理特性将富磷污泥排出系统达到除磷的目的 等在实验中发现了一类兼性厌氧微生物在缺氧环境中能够利用 作为电子受体来吸磷并将其命名为反硝化聚磷菌()随后有研第 卷 第 期环境监测管理与技术 年 月究发现 可以同时利用 和 作为电子受体 在厌氧条件下 的代谢类似于传统两者都是利用 羟基丁酸()和糖原来实现脱氮除磷的双重功能 关于反硝化除磷原理目前存在以下 种主流观点:一类聚磷菌观点认为 和 为同类菌种电子受体是由还是由 提供在于对其周围环境的控制 若控制 周围为厌氧/缺氧环境则大多数 表现为反硝
4、化除磷特性该特性与对环境控制的强度呈正相关若没有厌氧/缺氧的诱导作用则不会表现出反硝化除磷特性 两类聚磷菌观点认为一种类型的 电子受体仅为 而另一种则能同时利用 和 作为电子受体 三类聚磷菌观点其在两类 的基础上定义了第三类即能够同时利用、和 作为电子受体聚磷菌的分类也由此增加到 种 反硝化除磷工艺进展 单污泥工艺在单污泥工艺中 与 共存于同一污泥系统依次经历厌氧/缺氧/好氧 种环境其中 工艺应用较为广泛 工艺是一种变型 工艺由 个反应器和 个循环系统组成工艺流程见图 循环 保证了厌氧与缺氧环境强化反硝化除磷循环 有利于增强硝化或同步硝化反硝化富含硝酸盐的回流液通过循环进入缺氧区 利用回流液中
5、的 作为电子受体实现脱氮除磷 与 工艺不同工艺增设了接触池和混合池 接触池能够吸附厌氧出水中残留的碳源使回流污泥中的硝态氮被还原成氮气 混合池的作用主要是脱氮池中的低氧环境有利于同步硝化反硝化维持较低浓度的 出水 与传统工艺相比 工艺具有较高的脱氮除磷率同时减少了污泥产量节约了碳源降低了运行成本 双污泥工艺 工艺 工艺由 和 两个相对独立的反应器组成通过控制 反应器内的厌氧/缺氧条件富集 在 反应器内控制好氧条件富集 工艺流程见图 污水先进入 反应器 在厌氧条件下吸收进水中的 并转化为 同时释磷释磷结束后经过一段时间沉淀富氨上清液进入好氧硝化 进行硝化反应污水中的 被硝化菌氧化为 完成硝化反应
6、后静置沉淀含有 的上清液再次回流至 反应器 利用 作为电子受体实现反硝化除磷脱氮 在 工艺中两个 反应器相互结合 利用体内的 完成同步除磷脱氮进水中的碳源基本被用于除磷与脱氮比传统的生物处理工艺减少近 的 消耗 李微等以生活污水为对象验证了 工艺对低/比污水具有良好的除磷脱氮效果且稳定性好 和 的平均去除率分别为 和 传统的 工艺存在着部分 未经硝化直接排放导致出水 浓度偏高等问题 赵伟华等提出了前置 工艺通过调整硝化与反硝化反应器的反应时序即先进行反硝化后进行硝化硝化反应器出水为最终出水其中几乎不含 氨氮去除率达 该工艺稳定性强解决了传统 工艺出水 浓度偏高的问题 与 工艺 工艺主要包括 单
7、元、二沉池和 单元工艺流程见图 单元内不发生硝化反应保证了严格的厌氧释磷环境 厌氧和缺氧段较长好氧段相对较短 原水与沉淀池的回流污泥在厌氧段混合进行厌氧储存内碳源同时释磷混合液与 中回流的硝化液在缺氧段混合图 工艺流程.第 卷 第 期冯琪瑞等.反硝化除磷工艺进展及影响因素 年 月图 工艺流程.图 工艺流程.以 为电子受体实现反硝化除磷 随后混合液进入好氧段该段的 较短作用是吸收缺氧段未反应完全的磷以及吹脱氮气 反应后混合液流入沉淀池静置沉淀上清液进入 部分出水回流至缺氧段其他出水直接排放 传统的 工艺通常采用单点进水方式弊端在于 单元厌氧段释磷过程会消耗大部分进水有机物使得缺氧段碳源不足影响除
8、磷脱氮效果 可以考虑采用多段进水的方式使有机碳源得到合理分配保证 的反硝化除磷效果 南彦斌等基于改良 工艺处理低/比污水采用分段进水的方式实现了 的高效去除然而 工艺仍有缺陷即随着 滤料截留的杂质及脱落的生物膜增加需要定期反冲洗滤池以防止堵塞 为了延长工艺持续运行时间研究人员改良开发出 工艺 在 工艺中硝化反应主要发生在 反应器内 反应器内富集污泥龄()较短的而生长缓慢的硝化菌则聚集在 较长的 反应器内从而解决了 和硝化菌 不同的矛盾 研究表明在 反应器厌氧段约的 被消耗用于合成 反硝化除磷率高达 在以低/比生活污水为研究对象的实验中王聪等考察了不同回流比对工艺系统反硝化除磷的影响结果表明当回
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