氧化溝系統(tǒng)除磷效果的提高途徑

氧化溝系統(tǒng)除磷效果的提高途徑

摘要:介紹了氧化溝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,通過(guò)分析生物除磷效果的影響制約因素以及氧化溝系統(tǒng)除磷效果差的癥結(jié),從

加設(shè)厭氧池、減小硝態(tài)氮的影響等方面,提出了提高氧化溝系統(tǒng)除磷效果的有效途徑。

關(guān)鍵詞:氧化溝,除磷,硝態(tài)氮

1氧化溝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

氧化溝技術(shù)在我國(guó)發(fā)展很快,是當(dāng)前污水處理技術(shù)的熱點(diǎn)之

一。近年來(lái)國(guó)內(nèi)建設(shè)的氧化溝數(shù)量在不斷增加,其處理規(guī)模和處

理對(duì)象也在不斷擴(kuò)大。氧化溝系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn):可以不設(shè)初沉

池,二沉池可與氧化溝合建,省去污泥回流裝置,對(duì)水質(zhì)變化的適

應(yīng)性強(qiáng),泥齡長(zhǎng),可達(dá)到較好的脫氮效果,污泥產(chǎn)率低等等。近年

來(lái),隨著污水處理行業(yè)脫氮除磷要求的提高,氧化溝系統(tǒng)在除磷

方面的欠缺經(jīng)常被人們提出,因此探討氧化溝系統(tǒng)除磷效率的提

高途徑就很有意義?，F(xiàn)針對(duì)氧化溝系統(tǒng)除磷的問(wèn)題進(jìn)行了較深

入地分析研究,提出了一些提高氧化溝系統(tǒng)除磷效果的途徑,以

對(duì)相關(guān)的研究和生產(chǎn)運(yùn)行有所幫助。

2氧化溝系統(tǒng)中除磷效果的影響因素

影響氧化溝系統(tǒng)除磷過(guò)程的因素主要有三類:環(huán)境因素、設(shè)

計(jì)參數(shù)、水質(zhì)條件。環(huán)境因素包括:DO、溫度、pH值等等。設(shè)計(jì)參

數(shù)包括:泥齡、停留時(shí)間、剩余污泥處理方法等等。水質(zhì)條件是近

年來(lái)針對(duì)除磷效果的眾多研究的中心話題,主要包括:基質(zhì)的可

獲得性、進(jìn)水水質(zhì)特性、VFA產(chǎn)生量、硝態(tài)氮的濃度。

2.1DO的影響

DO對(duì)除磷效率的影響主要體現(xiàn)在磷吸收區(qū)。當(dāng)好氧區(qū)的

DO保持在1.5mg/L～3.0mg/L之間時(shí),除磷效果一般可以保

證;當(dāng)DO小于1.5mg/L時(shí),除磷率會(huì)降低,污泥沉降也變差;但

如果DO過(guò)高,則會(huì)導(dǎo)致水流到達(dá)厭氧區(qū)時(shí)DO增加,影響磷的釋

放,同時(shí)由于DO過(guò)高會(huì)降低反硝化效果,使得NO3

-濃度居高不

下,也會(huì)影響厭氧區(qū)磷的釋放[1]。

2.2pH值

研究表明,pH值為8.0～8.5時(shí),TP去除率可以達(dá)到90%

以上;當(dāng)pH值為6.5～8.0時(shí),TP去除率差別不大;當(dāng)pH值低于

6.5時(shí),TP去除率會(huì)急劇下降。

2.3泥齡

泥齡越長(zhǎng),活性生物量越低,除磷能力也相應(yīng)降低。眾多的

研究表明:泥齡越長(zhǎng),單位BOD的除磷量就越少。為達(dá)到最高的

除磷率,除磷設(shè)計(jì)的泥齡值不應(yīng)超過(guò)總體處理所需要的值。當(dāng)其

他處理所需的泥齡值很大時(shí),只能通過(guò)別的途徑來(lái)彌補(bǔ)泥齡的不

良影響,如加大BOD/TP值。

2.4停留時(shí)間

研究證明,厭氧區(qū)的停留時(shí)間會(huì)影響VFA的產(chǎn)生以及貯磷

菌對(duì)VFA的吸收。一般地,厭氧區(qū)的停留時(shí)間越長(zhǎng),除磷率越

高。厭氧停留時(shí)間從1.1h增至2.6h,TP去除率會(huì)從59%增至

71%。但是,過(guò)長(zhǎng)的厭氧停留時(shí)間并沒(méi)有好處,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)

致VFA吸收的磷沒(méi)有釋放。這就有可能導(dǎo)致碳源貯存物量不

足,不能在好氧區(qū)產(chǎn)生足夠的能量來(lái)吸收所有釋放的磷。在好氧

區(qū)溶解磷的生物吸收也需要足夠的停留時(shí)間,一般為1h～2h。

2.5基質(zhì)的可獲得性

出水磷濃度的高低主要取決于系統(tǒng)中除磷細(xì)菌所需要的發(fā)

酵基質(zhì)的可獲得量與必須去除的磷量的比值。研究表明[2]:

VFAs是生物除磷的重要基質(zhì)。污水的可生物降解COD可以劃

分為溶解性可快速生物降解COD和顆粒性慢速生物降解COD

兩類。主流生物除磷系統(tǒng)產(chǎn)生的VFAs主要來(lái)自溶解性快速降

解BOD5,也即磷的去除量與快速降解BOD5成正比。

2.6VFA產(chǎn)生量

厭氧區(qū)的VFA來(lái)源于外源添加和內(nèi)部轉(zhuǎn)化。Comeau[3]運(yùn)行

了一系列生物除磷裝置,試驗(yàn)結(jié)果表明,每投加6.4mgVFA可增

加1mg/L的除磷能力。眾多試驗(yàn)研究表明,投加VFA可促進(jìn)磷

的生物吸收,去除1mg磷所需的VFA投加量為7mgHAc～

9mgHAc。

3氧化溝系統(tǒng)除磷效果的提高途徑

3.1加設(shè)厭氧池

在氧化溝的上游加設(shè)厭氧池,是當(dāng)代氧化溝變形工藝的普遍

做法。在上游加設(shè)厭氧池,能夠?yàn)樯锍滋峁┫冗M(jìn)行磷的釋

放,后進(jìn)行磷的過(guò)度吸收的場(chǎng)所,同時(shí)提高了污泥的沉降性能。

在卡魯塞爾3000R系統(tǒng)中,厭氧區(qū)和前置反硝化區(qū)結(jié)合在一

起,創(chuàng)造出了一段持續(xù)低濃度的硝酸鹽區(qū)域,有助于對(duì)磷有富集

積累作用的微生物菌群的選擇,從而在很低的溫度下也能實(shí)現(xiàn)較

高的除磷率,值得借鑒。在氧化溝中也可設(shè)置多處厭氧段或者缺

氧段,實(shí)現(xiàn)更高程度的除磷效果[4]。多溝交替作為厭氧段或好氧

段,安排多種交叉運(yùn)行方式,也可以有效提高除磷率,但要以優(yōu)良

的自控系統(tǒng)為前提。

3.2降低厭氧區(qū)的DO

設(shè)法限制進(jìn)入?yún)捬踅佑|區(qū)的DO量,避免快速降解基質(zhì)被迅

速耗盡,保證貯磷菌所需的脂肪酸產(chǎn)生量,這是提高除磷率的關(guān)

鍵因素之一。降低進(jìn)水DO值:在進(jìn)水前先讓管網(wǎng)中的水在進(jìn)處

理構(gòu)筑物前稍作停頓,避免管網(wǎng)中的DO帶入。進(jìn)水的輸送盡量

使用密閉的設(shè)施或設(shè)備,不宜用開(kāi)口的輸送設(shè)施。進(jìn)水流量測(cè)量

部位避免帶入空氣。沉砂系統(tǒng)應(yīng)避免造成跌水。減少厭氧區(qū)攪

拌器造成的渦流帶入空氣。

3.3減小硝態(tài)氮的影響

設(shè)法不讓硝態(tài)氮進(jìn)入磷的釋放區(qū),是保證脫氮除磷互不干涉

的關(guān)鍵。通?？梢钥紤]在磷的釋放段前設(shè)置前置缺氧段,使反硝

·100·

化先行完成。一般來(lái)講,在夏季反硝化可以迅速完成,能夠保證

硝態(tài)氮以低濃度進(jìn)入磷的釋放區(qū)。在負(fù)荷較高的處理系統(tǒng)中,必

須以控制泥齡的辦法限制硝化作用的發(fā)生程度,以避免硝態(tài)氮對(duì)

除磷的干擾。

3.4針對(duì)基質(zhì)的可獲得性問(wèn)題

城市污水中,顆粒性有機(jī)物所占比例很大,因此采取措施將

這些顆粒性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為VFA是一種重要的解決辦法。

3.5污泥處理時(shí)的嚴(yán)格管理

由于生物除磷系統(tǒng)的混合液處于厭氧狀態(tài)時(shí)會(huì)出現(xiàn)磷的明顯

釋放,因此污泥的處理需特別注意防止厭氧狀態(tài)的出現(xiàn)?？煽紤]

采取氣浮或以機(jī)械濃縮代替重力濃縮。另外,由于污泥消化和脫

水過(guò)程中產(chǎn)生的廢液含磷量可能會(huì)很大,因此不要輕易將此廢液

回流到主體處理構(gòu)筑物,而應(yīng)采用化學(xué)法先行處理后再回流處理。

3.6停留時(shí)間的控制

生產(chǎn)實(shí)踐表明,對(duì)于氧化溝系統(tǒng),曝氣區(qū)的停留時(shí)間越短,不

曝氣區(qū)的停留時(shí)間越長(zhǎng),越有利于除磷。在能夠滿足系統(tǒng)處理目

標(biāo)的前提下,好氧區(qū)的尺寸應(yīng)盡量小一些。

厭氧區(qū)分格有助于降低溶解性有機(jī)物發(fā)酵所需的停留時(shí)間。

但是否采用分格方式,要綜合考慮所增加的攪拌器和分隔墻的設(shè)

置方便程度以及建設(shè)費(fèi)用問(wèn)題。

總之,傳統(tǒng)的氧化溝系統(tǒng)有著較多的不利于除磷的因素,但

通過(guò)加設(shè)厭氧池、降低厭氧區(qū)的DO、減小硝態(tài)氮的影響、提高基

質(zhì)的可獲得性、優(yōu)化污泥處理過(guò)程、優(yōu)化停留時(shí)間的設(shè)置等等方

法,并且綜合考慮設(shè)備改進(jìn)的方便程度以及建設(shè)費(fèi)用問(wèn)題,提高

氧化溝系統(tǒng)的除磷和脫氮效率是有可能實(shí)現(xiàn)的。

參考文獻(xiàn):

[1]鄭興燦,李亞新.污水除磷脫氮技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)

出版社,1998.1012128.

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