污水厂的脱氮除磷问题解决方案

行业动态

当前位置:首页 > 行业动态 > 正文

污水厂的脱氮除磷问题解决方案

迈源科技 2021-11-05 80 0


污水厂要进行脱氮除磷的话,一般会上 A²/O 工艺,这个工艺结构简单、水力停留时间(HRT)短且易于控制。目前挺多污水厂都是采用传统 A²/O 工艺进行污水处理。

然而,生物脱氮除磷的过程中涉及硝化、反硝化、摄磷和释磷等多个生化过程,而每个过程对微生物组成、基质类型及环境条件的要求存在许多差异。

用传统A²/O法处理的单泥体系,有效地完成了脱氮除磷过程,就会出现各种矛盾冲突,如泥龄矛盾.碳源竞争.硝酸盐、溶解氧残留干扰等。

常规A²O法的矛盾主要表现在以下方面:

一、污泥年龄矛盾。

常规的A²/O工艺属于一种单泥体系,聚磷菌(PAOs).功能微生物如反硝化细菌与硝化细菌混合生长在同一个系统中,各种微生物达到功能最大化所需要的不同时间:

1)自养硝化细菌与异养菌和反硝化细菌相比,生长周期更长,想要成为优势菌群,需要控制该体系在长期泥龄条件下运行。冬期体系硝化效果好(SRT)污泥龄(SRT)要控制在30天以上;即使是夏季SRT<5d,系统的硝化效应也会非常弱。

2)PAOs是一种短生代微生物,即使它的最大生长期(Gmax)也比硝化菌的最小世代周期(Gmin)要小。

基于生物除磷的观点分析富磷污泥的排放是系统磷减量化的唯一途径。

如果不能及时排泥,一方面由于PAOs的内源呼吸耗尽了胞内糖原(Glycogen),从而影响厌氧区乙酸盐的吸收和聚-β-羟基烷酸(PHAs)的贮存;同时,SRT还会影响系统中PAOs和聚糖细菌(GAOs)的生长,严重时甚至导致磷污泥磷二次释放;

长泥龄(SRT=10d)在30℃厌氧条件下,GAOs比PAOs更高,这使得GAOs在体系中更具优势,从而影响了PAOs释放行为的充分发挥。

二、碳源竞争和硝酸盐和DO的残留干扰。

常规A²/O脱氮除磷系统的碳源主要是释放磷、反硝化作用、异养细菌的正常代谢等方面的消耗,其中吸磷率和反硝化速率与易降解部分含量密切相关。一般情况下,脱氮与除磷同时进行,进水的碳氮比(BOD5/ρ(TN))>4~5、碳磷比(BOD5/ρ(TP))>20~30。

在较低时,由于前端厌氧区PAOs吸收入水中挥发性脂肪酸(VFAs)及醇类等降解发酵产物,可完成细胞内PHAs的合成,因此,在后期低氧地区,由于缺乏高质量碳源,阻碍了反硝化潜力的充分发挥,降低了系统对TN的去除效率。

在以甲醇或VFAs为碳源的条件下,在反硝化菌内碳源和甲醇、VFAs碳源分别达到17~48.120~900mg/(g·d)。由于反硝化不彻底,残留的硝酸盐随污泥的外倒流进入厌氧区,反硝化菌的反硝化作用优于PAOs利用环境中的有机物质,从而干扰厌氧释磷的正常进行,并最终影响到系统对磷的有效去除。

一般而言,当NO3-N质量浓度大于1.0mg/L时,当PAOs释放量达到3~4mg/L/L时,PAOs的释放能力几乎完全受到抑制,释磷(PO43--P)速率下降到2.4mg/(g)。

根据回流部位不同,溶解氧(DO)残留干扰主要有:

1)通过对氧分子氧(O2)和硝酸盐(NO3-N)作为电子受体的氧化产能数据进行分析,发现O2是NO3-N电子受体的容量约是NO3-N的1.5倍。所以,在O2和NO3-N同时存在的情况下,反硝化菌和普通异养菌优先以O2作为电子受体代谢能力。

2)氧的存在破坏了PAOs释放磷所需要的“厌氧压抑”环境,使厌氧菌在发酵过程中产生酸,阻碍PAOs的正常释放,导致PAOs与PAOs进行碳源竞争。

对普通厌氧区DO含量应严格控制在0.2mg/L以下。在一定意义上说,硝酸盐和DO残留物干扰释磷、反硝化过程的归根,还是功能菌对碳源的竞争。

常规A²O过程改进策略

1、基于SRT矛盾的复合形式。

传统的A²/O工艺的好氧区中添加浮动载体填料,使载体表面与生长自养硝化细菌相结合,而PAOs和反硝化细菌处于悬浮生长状态,结果表明,这种附着态自养硝化细菌的SRT反应相对独立,其硝化速率受到SRT短程排放的影响不大,并有一定的强化作用。

悬浮物中SRT的加入比例和投配位置的选择,不仅要考虑硝化作用的强化程度,还应考虑悬浮污泥含量的减少对系统的反硝化、除磷等不利影响。

与之相对的是,载体填料的投配并不意味着可以大幅增加系统排泥量、减少悬浮物中的SRT,从而提高系统除磷效率;反之,SRT的缩短会导致悬浮态污泥(MLSS)含量降低,进而影响系统的反硝化效果。

结果表明,在悬浮物中SRT控制在5d以内时,与传统A²/O法相比,复合式A²/O法的硝化效果没有显著差异,组合A²/O工艺的载体填料不能完全独立地发挥其硝化性能;如果再降低系统悬浮污泥中SRT的含量而导致硝酸盐累积,影响厌氧磷正常释放。

2、基于"碳来源竞争"的方法。

针对传统A²/O工艺碳源竞争及硝酸盐、DO残留量等问题,主要有3个方面:

(九)为应对碳源竞争而采取的对策,如补充外碳源.反硝化和释放磷碳源的再分配(例如反A²/O过程);

(九)解决硝酸盐干扰释磷所提出的工艺变革,如JHB、UCT、MUCT等;

为了解决DO残留干扰释磷,反硝化的问题,可以增加好氧区的末端容积合适的“非曝气区”。

污水处理项目.jpg

高盐废水MVR蒸发处理现场·处理量0.5t/h`安徽天水

a、外碳来源的补充。

对外碳源进行补充,是针对由于短期内由于水质波动而造成的碳源不足,不改变原工艺池体结构和各功能功能次序而提出的应急措施。可供选择的碳来源可以分为2类:

1)甲醇、乙醇、葡萄糖、乙酸钠等有机化合物;

2)替代有机碳来源,如厌氧消化污泥上清液.木屑.牲畜或家禽粪便和工业废水中含有高碳源。与碳水化合物:纤维素等高碳物质相比,由于微生物以低分子碳水化合物(例如,甲醇.乙酸钠等)为碳源进行合成代谢需要大量的能量,这使得它们更容易利用这类碳源进行反硝化等分解代谢。

任意一种外碳源的添加,都要经过一定的适应期,才能达到预期效果。

对于需要解决的矛盾主体,选择合适的碳源投加点,对于系统的稳定运行和节能十分重要。一般说来,在厌氧区投加外碳源,不仅可以提高系统的除磷效果,还可以提高系统的反硝化潜力;但如果反硝化碳源严重不足,导致系统TN脱除率不高,则应优先考虑向缺氧区投加。

b、反向A²/O过程及其改进过程。

常规的A²/O工艺是以系统脱氮速率为前提,把释磷对碳源的需求作为重点,将厌氧区置于工艺前端,后置缺氧区,忽略了释磷工艺本身不是除磷工艺的目的。

通过对除磷的分析,可以看出,反式A²/O工艺还有两个优点:

"饥饿效应"。PAOs厌氧释磷后可直接进入生物化学效率更高的好氧环境,在厌氧条件下所产生的摄磷驱动力可被充分利用。

(四)“集团效应”。使所有参与回流的污泥都能进行完全的释磷.摄磷过程。但一些研究人员认为,A2/O工艺的布设方式存在问题。

c、JHB.UCT和改进的UCT流程。

相对于倒置入水中的A2/O工艺,JHB(也称为A+A2/O工艺)和UCT工艺,其最初目的是通过改变外回流位点来解决硝酸盐.DO残留干扰释磷问题。

JHB工艺中氮的去除主要发生在污泥反硝化区域和缺氧区,并且二者去除量相等,设置污泥反硝化区可以改变氮在各功能区的分配比例,使厌氧区更好地释放磷。

迈源科技是国内较早从事“一体化MVR、特种MVR蒸发结晶设备”研究、设计、制造的高新技术企业。公司拥有多项专利技术,致力于为客户提供制造精良、自动化程度高、标准化集成化的蒸发浓缩结晶设备,提供低成本废水零排放解决方案,服务于全国100多个项目经验。有废水处理需求的企业可来电咨询或到厂参观!



取消回复发表评论:


提交需求或反馈

Demand feedback