生活污水生物脱氮除磷工艺
蒋文1 贾娜2 张洪杰2
(1.沈阳铝镁设计研究院 沈阳 110001; 2.辽宁省城乡建设规划设计院 沈阳 110006)
摘 要:本文主要阐述城市生活污水生物脱氮除磷工艺的技术发展,各处理工艺的优缺点,以及目前生活污水生物脱氮除磷工艺的现状。
关键词:城市生活污水 脱氮除磷
中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2008)07(b)-0106-02
前言
长期以来, 城市生活污水的处理均以去除有机物和悬浮固体为目标, 并不考虑对氮、磷等无机营养物的去除。随着污水排放总量的不断增加, 以及化肥、合成洗涤剂等广泛应用, 废水中氮、磷营养物质对环境所造成的影响也逐渐引起了人们的注意。另外随着水资源的日益紧张, 城市生活污水越来越多要求回用, 如二级处理采用普通活性污泥法, 主要是降低污水中
以B O D 、C O D 综合指标表示的含碳有机物和悬浮固体的浓度, 污水中氮、磷的去除仅限于微生物细胞由于生理上的需要而从污水中摄取的数量, 去除率很低, 氮的去除率为2 0 % ～4 0 % , 磷的去除率仅为1 0 % ～3 0 % 。一般工业循环水要求N H 3 - N ≤10ml/g,这对氨氮的去除率要求很高, 而常规的混凝、沉淀、过滤的后续处理工艺对氨氮的去除率很低, 只有1 0 ～2 0 % , 根本不能满足对氨氮的去除要求。
化学方法虽然可以有效地去除废水中的磷, 但纯化学方法运行操作复杂, 费用较高。因此, 生物除磷脱氮技术由于其优越性取得了飞速的发展, 在实践中得以广泛地应用。近2 0 年来, 污水除磷脱氮技术一直是污水处理领域的热点也是难点。1 9 8 3 年国际水污染控制和研究协会在哥本哈根举行了第一次氮磷去除国际会议, 这是污水除磷脱氮技术研究和工程应用取得重大进展的重要标志。所有生物除磷脱氮工艺都包含厌氧、缺氧、好氧三个不同过程的交替
循环, 主要有三个系列1)A 2/O;(2) 氧化沟;(3)序批式反应器(SBR)。
1 A2/O 工艺
1.1 传统A2/O 法
A 2/ O 是2 0 世纪7 0 年代在厌氧- 缺氧工艺上开发出来的同步除磷脱氮工艺, 传统A 2/ O 法即厌氧→缺氧→好氧活性污泥法。污水在流经三个不同功能分区的过程中, 在不同微生物菌群作用下, 使污水中的有机物、氮和磷得到去除。
其流程简图见图1 。
原污水的碳源物质( B O D ) 首先进入厌氧池聚磷菌优先利用污水中易生物降解有机物成为优势菌种, 为除磷创造了条件, 然后污水进入缺氧池, 反硝化菌利用其它可利用的碳源将回流到缺氧池的硝态氮还原成氮气排入到大气中, 达到脱氮的目的。A 2/ O 工艺的优点是可以充分利用硝化液中的硝态氧来氧化B O D 5 , 回收了部分硝化反应的需氧量, 反硝化反应所产生的碱度可以部分补偿硝化反应消耗的碱度, 因此对含氮浓度不高的城市污水可以不另外加碱来调节p H 。本工艺在系统上是最简单的除磷脱氮工艺, 总的水力停留时间小于其它同类工艺; 在厌氧( 缺氧) 、好氧交替运行的条件下, 丝状菌不能大量繁殖, 无污泥膨胀之虞,SVI 一值小于100,利于处理后污水与污泥的分离; 厌氧池与缺氧池只设水下搅拌器, 使污水与污泥充分接触, 所需电量小, 运行成本也低。
传统A 2 / O 法的布置形式即聚磷菌生物有效释磷水平的充分与否, 对于提高系统的除磷能力具有极其重要的意义, 厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。
传统A 2 / O 法的缺点: 由于厌氧区居前, 回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响; 由于缺氧区位于系统中部, 反硝化在碳源分配上居于不利地位, 因而影响了系统的脱氮效果; 由于存在内循环, 常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际只有少部分经历了完整的放磷、吸磷过程, 其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区, 这对于系统除磷是不利的。为了降低回流污泥中的硝酸盐, 必须提高混合液回流量, 回流量的提高增加电耗。
1.2 改良型A2/O 工艺
为了克服传统A 2 / O 工艺的第一个缺点, 即由于厌氧区居前, 回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响, 改良A 2/ O 工艺在厌氧池之前增设厌氧/ 缺氧调节池, 来自二沉池的回流污泥和1 0 % 左右的进水进入调节池, 停留时间为20～30min,微生物利用约1 0 % 进水中有机物去除回流污泥中的硝态氮, 消除硝态氮对厌氧池的不利影响, 从而保证厌氧池的稳定性。
改良A 2/ O 工艺虽然解决了传统A 2/ O工艺中厌氧段回流硝酸盐对放磷的影响,但增加调节池, 占地面积及土建费用需相应增加。
2 氧化沟工艺
氧化沟是由活性污泥法演变发展成的一种新型污水处理工艺, 它在水力流态上不同于传统活性污泥法, 是一种首尾相接的循环流, 污泥与污水的混合液保持V ≥0 . 3 m / s 的水平推进速度, 使污水的污泥的传质作用不断进行, 效率很高, 通过采取延时曝气, 也使污水净化的同时, 污泥得到稳定。目前在国内外较为流行的氧化沟有:卡鲁塞尔氧化沟、奥伯尔氧化沟、双沟式
氧化沟、三沟式氧化沟及A 2/ O 法氧化沟。
氧化沟是活性污泥法的一种改进型,具有除磷脱氮功能, 废水和活性污泥的混合液在氧化沟中不断循环流动, 因此氧化沟又名“连续循环曝气法”。由于其曝气装置动力小, 使池深及充氧能力受到限制, 导致占地面积大, 土建费用高, 其推广运用受到影响。
3 序批式反应器(SBR)工艺
S B R 工艺是一种间歇运行的循环式活性污泥法, 通过改变运行方式, 合理分配曝气阶段和非曝气阶段的时间, 创造交替运行的厌氧好氧条件, 实现生物除磷脱氮。S B R 工艺按周期进行, 每个周期包括进水、反应( 厌氧、缺氧、好氧) 、沉淀、排水和闲置五个工序。
S B R 工艺有下述特点:
(1)基建费用低, 无需设置二沉池, 工艺流程简单, 可省去传统活性污泥法中曝气池与二沉池间的所有连接管道。
(2)运行费用低: 由于污泥回流比低( 通常只有平均日流量的2 0 % ) , 同时通过去除营养盐类物质( 同时反硝化) 及生物耗氧率控制措施可使能耗降到最低。
( 3 ) 抗冲击负荷能力较强, 能有效地控制污泥膨胀从而使系统稳定运行。生物选择器能自动抑制丝状菌的增长。
( 4 ) 节省占地面积, S B R 的池子结构为矩形, 易于扩建。
生活污水生物脱氮除磷工艺
蒋文1 贾娜2 张洪杰2
(1.沈阳铝镁设计研究院 沈阳 110001; 2.辽宁省城乡建设规划设计院 沈阳 110006)
摘 要:本文主要阐述城市生活污水生物脱氮除磷工艺的技术发展,各处理工艺的优缺点,以及目前生活污水生物脱氮除磷工艺的现状。
关键词:城市生活污水 脱氮除磷
中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2008)07(b)-0106-02
图1 A2/O 法流程简图
态厕所管理投资, 采用补贴其运营成本并
做好引导与监督的作用。
丽江古城现投入使用的1 5 座生态环保厕所, 具有零排污、节约水资源、水资源的
其主要缺点是:
( 1 ) 全自动运行, 对设备、自控系统质量及操作管理要求较高;
( 2 ) 间歇周期运行, 容积及设备利用率不高;
(3)变水位运行, 电耗增大;
( 4 ) 设备台数多, 增加了设备的维护工作量;
( 5 ) 污泥稳定性不如厌氧消化好。
4 结语
目前, 包括从国外引进和国内设计单位独立设计、建设完成的脱氮除磷污水处理厂有数十座之多, 具有典型的是广州大坦沙污水处理厂、昆明第三污水处理厂、泰安污水处理厂、邯郸东三沟式氧化沟污水处理厂等。目前, 广州市政工程设计院结合广州大坦沙污水厂的工程设计, 成功开发了改良型A 2/ O 工艺, 并在国内多个水厂进行了应用, 均取得较好的效果, 值得在
全国推广。但总体来说, 这项技术在我国的研究和应用尚属起步阶段, 对这一理论问题的研究和认识还应继续深入。
参考文献
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[2]李亚新.污水除磷脱氮技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 1 9 9 8 .
[3]钱易,米详友.现代废水处理新技术[M].北京: 中国科学技术出版社, 1 9 9 3 .
[4]袁梓译. 污水处理的氧化沟技术[M].北京: 中国建筑工业出版社, 1 9 9 8 .
[5]熊建英, 杨海真. 城市污水除磷脱氮处理工艺概况[J].环境导报,1991(1),11～13.
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