污水廠提標面臨脫磷除氮問題怎么改造

一、基于SRT矛盾的復合式A2/O工藝在傳統(tǒng)A2/O工藝的好氧區(qū)投加浮動載體填料，使載體表面附著生長自養(yǎng)硝化菌，而PAOs和反硝化菌則處于懸浮生長狀態(tài)，這樣附著態(tài)的自養(yǎng)硝化菌的SRT相對獨立，其硝化速率受短SRT排泥的影響較小，甚至在一定程度上得到強化。懸浮污泥SRT、填料投配比及投配位置的選擇不僅要考慮硝化的增強程度，還要考慮懸浮態(tài)污泥含量降低對系統(tǒng)反硝化和除磷的負面影響。載體填料的投配并不意味可大幅度增加系統(tǒng)排泥量，縮短懸浮污泥SRT以提高系統(tǒng)除磷效率；相反，SRT的縮短可能降低懸浮態(tài)污泥（MLSS）含量，從而影響系統(tǒng)的反硝化效果，甚至造成除磷效果惡化。研究表明，當懸浮污泥SRT控制為5d時，復合式A2/O工藝的硝化效果與傳統(tǒng)A2/O工藝相比，兩者的硝化效果無明顯差異，復合式A2/O工藝的載體填料不能完全獨立地發(fā)揮其硝化性能；若再降低懸浮污泥SRT則因系統(tǒng)懸浮污泥含量的降低致使硝酸鹽積累，影響厭氧磷的正常釋放。二、基于“碳源競爭”角度的工藝解決傳統(tǒng)A2/O工藝碳源競爭及其硝酸鹽和DO殘余干擾釋磷或反硝化的問題，主要集中在3方面：針對碳源競爭采取的解決策略，如補充外碳源、反硝化和釋磷重新分配碳源（如倒置A2/O工藝）等；解決硝酸鹽干擾釋磷提出的工藝改革，如JHB、UCT、MUCT等工藝；針對DO殘余干擾釋磷、反硝化的問題，可在好氧區(qū)末端增設適當容積的“非曝氣區(qū)”。1、補充外碳源補充外碳源是在不改變原有工藝池體結構及各功能區(qū)順序的情況下，針對短期內因水質波動引起碳源不足而提出的應急措施。一般供選擇的碳源可分為2類：1）甲醇、乙醇、葡萄糖和乙酸鈉等有機化合物；2）可替代有機碳源，如厭氧消化污泥上清液、木屑、牲畜或家禽糞便及含高碳源的工業(yè)廢水等。相對糖類、纖維素等高碳物質而言，因微生物以低分子碳水化合物（如，甲醇、乙酸鈉等）為碳源進行合成代謝時所需能量較大，使其更傾向于利用此類碳源進行分解代謝，如反硝化等。任何外碳源的投加都要使系統(tǒng)經歷一定的適應期，方可達到預期的效果。針對要解決的矛盾主體選擇合適的碳源投加點對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和節(jié)能降耗至關重要。一般在厭氧區(qū)投加外碳源不僅能改善系統(tǒng)除磷效果，而且可增強系統(tǒng)的反硝化潛能；但是若反硝化碳源嚴重不足致使系統(tǒng)TN脫除欠佳時，應優(yōu)先考慮向缺氧區(qū)投加。2、倒置A2/O工藝及其改良工藝傳統(tǒng)A2/O工藝以犧牲系統(tǒng)的反硝化速率為前提，優(yōu)先考慮釋磷對碳源的需求，而將厭氧區(qū)置于工藝前端，缺氧區(qū)后置，忽視了釋磷本身并非除磷工藝的目的所在。從除磷角度分析可知，倒置A2/O工藝還具有2個優(yōu)勢：“饑餓效應”。PAOs厭氧釋磷后直接進入生化效率較高的好氧環(huán)境，其在厭氧條件下形成的攝磷驅動力可以得到充分地利用。“群體效應”。允許所有參與回流的污泥經歷完整的釋磷、攝磷過程。然而有研究者認為，倒置A2/O工藝的布置形式。3、JHB、UCT及改良UCT工藝與分點進水倒置A2/O工藝相比，JHB（亦稱A+A2/O工藝）和UCT工藝的設計初衷是通過改變外回流位點以解決硝酸鹽、DO殘余干擾釋磷。JHB工藝中的氮素的脫除主要發(fā)生在污泥反硝化區(qū)和缺氧區(qū)，且兩者的脫除量相當，污泥反硝化區(qū)的設置改變了氮素在各功能區(qū)的分配比例，使厭氧區(qū)能夠更好地專注于釋磷。與倒置A2/O工藝相同，對于低C/N進水而言，JHB工藝污泥反硝化區(qū)的設置可能會引起后續(xù)各功能區(qū)的碳源不足，為此也有必要采用分點進水方式。與倒置A2/O工藝不同，UCT工藝是在不改變傳統(tǒng)A2/O工藝各功能區(qū)空間位置的情況下，污泥先回流至缺氧區(qū)，使其經歷反硝化脫氮后，再通過缺氧區(qū)的混合液回流至厭氧區(qū)，避免了回流污泥中硝酸鹽、DO對厭氧釋磷的干擾。在進水C/N適中的情況下，缺氧區(qū)的反硝化作用可使回流至厭氧區(qū)的混合液中硝酸鹽的含量接近于0；而當進水C/N較低時，UCT工藝中的缺氧區(qū)可能無法實現氮的完全脫除，仍有部分硝酸鹽進入厭氧區(qū)，因此又產生了改良UCT工藝（MUCT）。與UCT工藝相比，MUCT將傳統(tǒng)A2/O工藝中的缺氧區(qū)分隔為2個獨立區(qū)域，前缺氧區(qū)接受來自二沉池的回流污泥，后缺氧區(qū)接受好氧區(qū)的硝化液，從而使外回流污泥的反硝化與內回流硝化液的反硝化完全分離，進一步減少了硝酸鹽對厭氧釋磷的影響。無論UCT還是MUCT，回流系統(tǒng)的改變強化了厭氧、缺氧的交替環(huán)境，使其與JHB一樣，缺氧區(qū)容易富集反硝化PAOs，實現同步脫氮除磷。三、兼顧SRT矛盾及“碳源競爭”工藝

1、新型雙污泥脫氮除磷工藝新型雙污泥脫氮除磷工藝（PASF）工藝也可謂是傳統(tǒng)A2/O與曝氣生物濾池（BAF）的組合工藝，是以分相培養(yǎng)為基礎的雙泥系統(tǒng)，能更好地滿足各功能微生物對環(huán)境、營養(yǎng)物質及生存空間的最佳需求。在工藝設計及運行過程中，通過縮短前端A2/O工藝好氧區(qū)的HRT，將硝化過程從中分離而順序“嫁接”于二沉池后端的BAF。對于PAOs的厭氧釋磷而言，因前端的污泥單元不承擔硝化功能，在理想條件下外回流污泥中不含有硝酸鹽，為PAOs釋磷創(chuàng)造了良好的“壓抑”環(huán)境，使其優(yōu)先利用原水中的VFAs類物質合成PHAs并釋放磷；再者，也因長SRT硝化菌以生物膜形式固著生長在填料表面而短SRT的PAOs和反硝化菌呈懸浮態(tài)生長在前端的污泥單元，實現了硝化菌與反硝化菌、PAOs等功能微生物的SRT分離，緩解了SRT矛盾。決定缺氧區(qū)反硝化效果的因素主要有2個：進入缺氧區(qū)的優(yōu)質碳源（VFAs和PHAs）含量及來自BAF的內回流硝化液中的硝酸鹽含量。當進水C/N較高時，硝酸鹽成為反硝化的限制因子，隨著內回流比的增大缺氧區(qū)異養(yǎng)反硝化效果也相應提高，但升高幅度卻呈遞減趨勢；而當進水C/N較低時，因碳源成為反硝化的限制因子，根據異養(yǎng)反硝化菌和反硝化PAOs對電子受體的競爭機制，適當提高內回流硝酸鹽負荷的方式刺激反硝化聚磷菌（DPAOs）的優(yōu)勢生長，使其以硝酸鹽為電子受體，并以PHAs為電子供體進行同步反硝化脫氮除磷，實現“一碳兩用”，同時可節(jié)省系統(tǒng)的能耗，減少污泥產量。2、雙循環(huán)兩相生物處理工藝雙循環(huán)兩相生物處理工藝（BICT）是在序批式活性污泥法的基礎上，增設獨立的生物膜硝化反應器，使自養(yǎng)硝化菌與反硝化菌、PAOs等異養(yǎng)菌分相培養(yǎng)，以克服脫氮與除磷間的SRT矛盾及硝酸鹽、DO干擾釋磷而開發(fā)的污水處理新工藝，其主體單元由厭氧生物選擇器、序批式懸浮污泥主反應器、生物膜硝化反應器組成。該工藝正常運行時主要完成4個操作過程：1）進水、曝氣攪拌+污泥回流原水與沉淀池的回流污泥在厭氧生物選擇器內混合接觸，借助高負荷梯度產生的“選擇壓力”篩選出具有良好絮凝性的細菌，并使PAOs厭氧釋磷。此時，主反應器在曝氣攪拌的作用下，完成COD的去除及PAOs的超量攝磷；2）缺氧攪拌+硝化液回流主反應器接受來自生物膜反應器的硝化液，在機械攪拌作用下，完成反硝化脫氮，同時被擠出的混合液進入沉淀池，經沉淀分離后上清液進入生物膜硝化反應器；3）再曝氣（可選做）吹脫污泥中包裹的氮氣以利于泥水分離，也可強化PAOs的好氧攝磷；4）靜止沉淀、潷水靜止沉淀的同時排出富磷污泥。此工藝獨立硝化反應單元的設置消除了SRT與硝化的高度關聯(lián)性，SRT不再是影響系統(tǒng)脫氮效率的限制因子。3、BCFS工藝BCFS工藝（BiologischeChemischeFosfaatStikstofverwijdering）可實現磷的完全去除和氮的最佳脫除。與UCT工藝相比，BCFS工藝在主流線上增設2個反應區(qū)——接觸區(qū)和混合區(qū)。介于厭氧區(qū)與缺氧區(qū)之間的接觸區(qū)相當于第2選擇池，可以有效控制絲狀菌的異