置入a2o工藝在污水處理廠中的應(yīng)用

置入a2o工藝在污水處理廠中的應(yīng)用

在過去的20-30年中，廢水氮和廢水去除技術(shù)一直是廢水處理領(lǐng)域的研究熱點。其中最為先進的有A2/O、UCT、VIP工藝等。這些工藝流程比較長、基建投資與運行費用比較高、工藝系統(tǒng)復(fù)雜、要求具有較高管理水平的技術(shù)人員進行操作管理。1采用二維離心分離法去除氮和磷，原理和特點1.1促進聚磷菌過度吸磷的技術(shù)通過大量試驗研究與機理分析,針對污水生物除磷反應(yīng)機制問題,由張波等人提出并驗證了如下理論觀點:(1)聚磷菌有效釋磷水平的充分與否,并不是決定系統(tǒng)除磷能力的必要條件。(2)推進聚磷菌過度吸磷的本質(zhì)動力與厭氧歷時和厭氧環(huán)境的程度有關(guān)。在一定范圍內(nèi),厭氧歷時越長,厭氧的程度越充分,該動力越大。(3)聚磷菌以[O]作為電子受體的聚磷生成效率顯著大于以[NO-3-N]作為電子受體的生成效率。以此為理論基礎(chǔ),張波等人首次提出了倒置A2/O工藝,該技術(shù)利用不同水質(zhì)條件的城市污水進行了現(xiàn)場試驗研究。與傳統(tǒng)A2/O、UCT、VIP等工藝相比,倒置A2/O工藝的創(chuàng)新點在于將厭氧、缺氧環(huán)境倒置,形成了缺氧/厭氧/好氧的流程形式,從根本上解決了生物脫氮除磷系統(tǒng)存在的一系列問題。1.2次壓縮s1法倒置A2/O工藝生化反應(yīng)流程如圖1所示。進入生化反應(yīng)系統(tǒng)的污水和循環(huán)污泥一起進入缺氧區(qū),污泥中的硝酸鹽,在反硝化菌的作用下進行反硝化反應(yīng),將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮氣,實現(xiàn)了系統(tǒng)的前置脫氮。在不同進水方式下,系統(tǒng)進水全部或大部分直接進入缺氧區(qū),優(yōu)先滿足了反硝化的碳源要求,故提高了處理系統(tǒng)的脫氮效率。污泥經(jīng)過缺氧反硝化以后進入?yún)捬鯀^(qū),避免了硝酸鹽對厭氧環(huán)境的不利影響。在厭氧區(qū),聚磷菌將污水中的碳源轉(zhuǎn)化為聚β羥基丁酸(PHB)等儲能物質(zhì)積聚吸磷動力。在好氧區(qū),有機污染物進一步被降解,硝化菌將污水中存在的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮,同時聚磷菌利用在厭氧條件下產(chǎn)生的動力進行過度吸磷。活性污泥混合液在二沉池進行泥水分離,一部分污泥回流到系統(tǒng)前端,另一部分富含磷的剩余污泥從系統(tǒng)中排出,從而實現(xiàn)生物除磷的目的。倒置A2/O工藝技術(shù)特點①系統(tǒng)優(yōu)先滿足微生物脫氮的碳源要求,反硝化容量充分,系統(tǒng)脫氮能力得到顯著加強,同時也避免了回流污泥中攜帶的硝酸鹽對厭氧區(qū)的不利影響;②聚磷微生物經(jīng)歷厭氧環(huán)境之后直接進入生化效率較高的好氧段,其在厭氧環(huán)境下形成的吸磷動力得到了更有效率的利用;③參與循環(huán)的微生物全部經(jīng)歷了完整的厭氧-好氧過程,具有“群體效應(yīng)”,因而顯著提高了系統(tǒng)的氮磷脫除能力;④通過取消或縮短初沉池的時間,改善了活性污泥的沉降性能,提高了活性污泥濃度,為硝化和反硝化同步進行提供了有利條件,系統(tǒng)的脫氮效率進一步提高;⑤倒置A2/O工藝延長了非曝氣歷時,將常規(guī)A2/O工藝的污泥回流系統(tǒng)與混合液內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)合二為一,流程簡捷,便于管理,節(jié)省了基建投資與運行費用。此外,系統(tǒng)進水可以采用分點進水方式,在滿足反硝化碳源需求的同時,部分污水直接進入?yún)捬鯀^(qū),增強厭氧壓抑狀態(tài),聚磷菌的過度吸磷動力得到加強,可以進一步強化系統(tǒng)除磷功能。2生活污水企業(yè)的節(jié)能與運行情況李村河污水處理廠,一期工程設(shè)計規(guī)模為8萬m3/d,遠期污水處理廠總規(guī)模達到17萬m3/d。李村河污水處理廠所接納的污水約70%為工業(yè)廢水,工業(yè)廢水以化工、造紙、棉紡印染、食品加工為主,反應(yīng)溫度≥15℃,其實際生產(chǎn)處理效果如表1。團島污水處理廠,工程設(shè)計規(guī)模10萬t/d,目前實際污水量僅為4～5萬t/d。團島污水處理廠所接納的污水80%以上為生活污水,少量工業(yè)廢水主要為食品加工廢水,反應(yīng)溫度≥15℃,其實際生產(chǎn)處理效果如表2。倒置A2/O工藝在李村河污水處理廠生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明,對于以工業(yè)廢水為主的城市污水,其有機物(CODCr)、氮(TN)、磷(TP)去除率分別達到90%、80%和90%以上。同時通過對李村河污水處理廠長期運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析,在原有工藝運行條件下(VIP/UCT結(jié)合工藝),其實際生產(chǎn)運行能耗為0.396(kW·h)/m3,而在倒置A2/O工藝運行條件下,其實際生產(chǎn)運行能耗僅為0.348(kW·h)/m3,其綜合節(jié)能達到12%左右,同時作為污水處理廠生化處理核心的鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的能耗方面,倒置A2/O工藝較VIP/UCT結(jié)合工藝的運行能耗降低12.3%,其占綜合降耗的45%左右。倒置A2/O工藝在團島污水處理廠生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明,對于以生活污水為主的城市污水,其有機物(CODCr)、氮(TN)、磷(TP)去除率分別達到90%、80%和90%以上。同時通過對團島污水處理廠長期運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析,在原有工藝運行條件下(改良A2/O工藝),其實際生產(chǎn)運行能耗為0.570(kW·h)/m3,而在倒置A2/O工藝運行條件下,其實際生產(chǎn)運行能耗僅為0.460(kW·h)/m3,其綜合節(jié)能達到19%左右,同時在作為污水處理廠生化處理核心的鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的能耗方面,倒置A2/O工藝較改良A2/O工藝運行能耗降低19.4%,其占綜合降耗的43%左右。盡管與其它生物脫氮除磷工藝一樣,低溫是影響倒置A2/O工藝脫氮效率的重要因素,在處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上,通過延長活性污泥泥齡、提高溶解氧濃度等對處理系統(tǒng)的運行條件的適當調(diào)整,可以保證倒置A2/O工藝在低溫條件下的穩(wěn)定運行,并具有較好的脫氮效果,其脫氮效率達到75%以上。3表面活性劑的應(yīng)用(1)倒置A2/O工藝在脫氮除磷效率、運行能耗、建設(shè)成本和可靠性等方面均優(yōu)于A2/O工藝及其改良工藝等,是適合我國城市污水實際情況,具有簡捷、高效特點的新工藝。(2)倒置A2/O工藝生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明,對于不同水質(zhì)條件的城市污水,其均具有非常強的適應(yīng)性,該工藝既可用