中全部的活性污泥均经历完整的厌氧/好氧过程.因此虽然进水Q(TP)较高,系统对TP的去除率达到90%左右,出水基本可以达到一级标准的要求.工艺对TN的去除率平均可以达到73.8%.由表2,系统总的回流比控制为100%~200%,较常规
[6]
AAO(厌氧)缺氧)好氧)工艺低[6],根据传统的工艺脱氮效率计算,这种条件下TN的去除率只能达到50%~67%.由表3可见,TN的实际去除率高于理论分析值.研究发现,原因在于联合系统的好氧池对TN亦有明显的去除.
表2 运行参数Tab.2 Operatingparameters
进水量/
回流比/%
(m3#d-1)
60
100~200
水温/e20~33
Q(DO)/(mg#L-1)缺氧<0.3
厌氧<0.1
好氧1~4
泥龄/d4~9
污泥负荷/
(kg#kg-1#d-1)0.15~0.47
thr/h8
生物质量浓度/(mg#L-1)Q(MLSS)2900~4000
生物膜1)500~625
注:1)生物膜的质量浓度系指将生物膜的量折算到整个生化反应池中的质量浓度.
表3 污泥负荷对氮磷去除效果的影响
Tab.3 Organicloadvs.NitrogenandPhosphorusremoval
测试
次数12345678910111213141516171819平均
Q(NH3-N)/(mg#L-1)NH3-N
去除率/%进水出水
32.8
26.733.132.629.127.634.330.235.430.930.533.334.831.729.236.946.535.436.733.0
2.41.11.31.513.53.89.13.60.81.15.12.23.10.63.00.24.40.16.43.3
92.795.996.195.453.686.273.588.197.796.483.393.491.198.189.799.590.599.782.685.3
Q(TN)/(mg#L-1)进水43.427.042.141.635.441.933.541.045.738.250.346.139.240.537.044.359.247.944.742.1
出水10.38.79.27.520.013.817.312.57.59.614.112.77.06.911.56.18.913.511.911.0
TN去除率/%76.367.878.182.043.567.148.469.583.674.972.072.582.183.068.986.285.071.873.473.8
Q(TP)/(mg#L-1)进水12.28.610.510.613.511.213.114.59.17.79.012.310.613.67.57.111.85.58.610.4
出水1.40.40.50.72.70.51.11.40.60.20.21.70.42.61.00.41.50.20.91.0
TP去除率/%88.595.395.293.480.095.591.690.393.497.497.886.296.280.986.794.487.396.489.590.7
污泥负荷/
-1-1
(kg#kg#d)
0.15
0.180.160.400.200.210.180.190.280.220.240.180.220.260.450.470.470.410.280.27
注:污染物进水值为中试设备的初沉池出水,根据工艺的运行情况,取样间隔一般为3~10d.
2.2 好氧池对总氮的去除分析
在好氧池内取样分析期间,污泥回流比控制为150%,好氧池内的溶解氧及生物量分布情况见表4和图3.表4中数据为多次测试平均值.
表4 好氧池内溶解氧与生物量的分布
Tab.4 DOandbiomassinaerobictanks mg#L-1#好氧池
生物质量浓度Q(MLSS)生物膜总计3200
950
4150
2#好氧池
生物质量浓度Q(MLSS)生物膜总计3200
12504450
1
L-1;Qcout(TN)为好氧池出水TN质量浓度,mg#
L-1;Qin(TN)为生物反应池进水TN质量浓度,mg#L-1.TN总削减率为1#池和2#池削减率之和.
Q(DO)1.5
Q(DO)2.1
GTN=(1+150%)Q[Qcin(TN)-Qcout(TN)]/
[Q#Qin(TN)]
式中:GTN为好氧池TN削减率,%;Q为进水水量,
m3-1
图3 悬浮载体的生物膜Fig.3 Biofilmonsuspendedcarrier
观察表5,可以看出好氧池对TN的削减率平(TN,#
活性污泥_生物膜法系统的脱氮除磷效果研究
第8期董 滨,等:活性污泥-生物膜法系统的脱氮除磷效果研究
1069
质量浓度有关.在系统溶解氧不太高的情况下,活性污泥与生物膜的内部都有可能存在着缺氧的微环
境,从而有助于同步硝化反硝化现象的发生[7].试验同时观察到1#好氧池对TN的削减率平均为16.4%,明显低于2好氧池30.4%的TN削减率.1#好氧池内Q(DO)平均为1.5mg#L-1,低于2#好氧池,原因主要是大量的有机物的降解过程发生在这里,因此1#好氧池主要以有机物的去除和好氧吸磷过程为主,硝化作用并不明显.硝化主要是在2好氧池内进行的,所产生的大量硝态氮为同步硝化反硝化创造了条件;而2#好氧池总生物质量浓度达到4450mg#L-1,高于1#好氧池,Q(DO)值平均控制在2.1mg#L.在这种条件下,活性污泥的絮体内部以及生物膜的内部存在着的缺氧微环境促进了硝态氮在好氧池内的去除.
表5 好氧池内TN的削减率Tab.5 TNremovalinaerobictanks
(mg#L-1)
测试总好氧池好池TN好池TNTN总削次数进水进水氧池削减率/%氧池削减率/%减率/%1234567
42.138.535.441.933.541.045.7
16.518.727.321.619.519.618.420.2
13.115.024.519.217.018.015.417.5
20.324.019.812.518.79.816.517.0
8.911.921.712.314.011.310.112.9
24.920.119.841.322.440.829.029.0
45.244.139.653.841.150.645.546.0
1#
1#
2#
2#
-1
#
#
膜中硝化菌的数量正比于载体所能提供的有效表面积,因此硝化按照氨氮的载体面积负荷计算更为合理.
(3)试验发现,利用系统较高的污泥质量浓度,并控制合理的溶解氧值,有利于好氧池内同步硝化反硝化的发生,不仅降低出水的总氮量,而且也可以降低工艺所需的硝化液回流量,节省能耗.
(4)联合工艺好氧池水力停留时间只有4h,少于我国目前许多传统活性污泥法的城市污水厂生化反应池停留时间,从而为这些城市污水厂增加脱氮除磷功能提供了可能.
因此,活性污泥-悬浮载体生物膜法系统在较高污泥有机负荷条件下的氮磷去除效果说明,该技术是强化污水厂脱氮除磷功能的有效方法.参考文献:
[1] 上海市政工程设计研究院.城市污水生物脱氮除磷处理设计规
程[M].北京:中国计划出版社,2003.
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[2] 高廷耀,周增炎.简易改造城市污水厂的脱氮除磷新工艺[J].
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GAOTingyao,ZHOUZengyan.N&Premovalprocessforupdatemunicipalwastewatertreatmentplant[J].JournalofTongjiUniversity:NaturalScience,2000,28(3):324.
[3] 郑兴灿,李亚新.污水除磷脱氮技术[M].北京:中国建筑工业