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水解反硝化在城镇污水脱氮处理中的应用研究

来源:一二三四网
SOUTHWESTWATER&WASTEWATER西南给排水Vol.31No.62009水解反硝化在城镇污水脱氮处理中的应用研究

波何绪文张蔚

提出在A2/O池前加水解池,并将二沉池出水部分回流到水解池,增加水解反硝化作

用。分别从水解池对TN的去除、水解池反硝化作用和水解池对后续生化处理硝化、反硝化的影响四个方面说明了水解池有利于提高TN的去除率,使出水TN控制在15mg/L以下,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》

关键词

水解池

(GB18918-2002)一级A标。

水解酸化

表1

项目水质

原水水质特征

反硝化

传统的脱氮除磷工艺如A2/O长期存在着脱氮与除磷之间的碳源竞争问题,而城市污水的碳源普遍较低,难以满足脱氮过程中反硝化的要求,成为大多数污水厂TN难以达标的制约因素。因此,本研究提出“改进水解池-A/O”工艺,在A/O池前

2

2

COD(mg/L)

TN(mg/L)

TP(mg/L)

NH3-N(mg/L)

NO3-N(mg/L)

SS(mg/L)

229~68820.7~71.12.1~9.718.1~68.50.8~5.3116~772

加水解池,并将二沉池出水部分回流到水解池,增加水解反硝化作用,提高TN去除率。

根据该厂进水中固体颗粒物含量较高,水解池污泥采用连续进水不排泥进行培养,A2/O池接种污泥取自该厂好氧区活性污泥,在低负荷条件下驯化培养两个月后,对COD、TN、TP等营养物质去除效率基本达到稳定,进入试验研究阶段。

11.1

试验材料与方法试验装置

1.3分析项目与方法

COD、TN、TP、DO等指标的分析方法如表2

所示。

表2

指标

水质指标的测定方法

指标

测定方法重铬酸钾法纳氏试剂光度法

测定方法重量法便携式溶氧仪

CODTNNH3-N

MLSSDO

碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法NO3-N紫外分光光度法

图1改进水解池+A/O工艺流程图

2

试验装置如图1,水解部分的有效容积为22L,停留时间为3小时,A2/O的容积为120L,停留时间为16小时,设计进水流量为180L/d。A2/O池的体积比是1:2:3,厌氧池和缺氧池设置搅拌器,好氧池内设微孔曝气头,DO控制在2~4mg/L,进水、内回流、外回流,外加二沉池回流到水解池均使用蠕动泵进行流量调节。

2试验结果与分析

本研究提出将二沉池出水部分回流到水解池,增

加水解反硝化作用,从而提高TN去除率,并将二沉池到水解池的回流比分别设为28%和40%两种工况。

2.1系统对TN的去除

从图2可以看出,系统进水TN平均为40.68mg/L,

当二沉池到水解池的回流比分别为28%和40%时,系统出水TN平均为13.78mg/L和9.39mg/L,系统在两个回流比下都达到了出水TN在15mg/L以下,并且回流比40%较28%时相比系统出水TN降低约2mg/L。·10·

1.2试验水质

原水取自某城市污水厂沉砂池出水,水质情况

如表1。

SOUTHWESTWATER&WASTEWATER西南给排水Vol.31No.62009从去除率曲线可以看出,回流比40%和28%时TN去除率分别平均为65%和76%,相对提高了11%。

60

由于水解酸化的第一阶段即水解发酵阶段将一些复杂的不溶性的聚合物转化为简单的溶解性的单体和二聚体化合物,如淀粉在水体中被水解为葡萄糖,蛋白质被水解为二肽或氨基酸,而原水中TN的部分难降解有机氮成分经过水解池后被水解为易降解的氨氮,有利于提高后续生化处理的硝化反应速率。

7060504030201001

水解池出水氨氮原水氨氮

外加回流比28%外加回流比40%

进水TN水解池出水TN出水TN

TN浓度(mg/l)50403020100

时间(d)

图2两种工况对TN去除效果的影响

2.2水解池对TN的去除

根据水解池的反硝化和截流作用,分别从水解池

浓度(mg/L)03691203691215

去除硝氮和固体氮两个方面考察。从图3可以看出,水解池对硝氮去除率平均为46%;水解池对固体氮的去除率平均为19.2%,对TN的去除率为21%。

4710131619222528313437

时间(d)

图5

6硝化速度(mg/L)水解池进出水氨氮浓度

污泥+原水污泥+水解出水

543210

1100%80%

去除率60%40%20%0%

水解池对氮的去除率水解池对固体氮的去除率水解池对总氯的去除率

1611时间(d)

1621

2图6水解池进出水硝化速率

图3水解池对硝氮、固体氮、总氮的去除

从图5可以看出,水解池出水氨氮浓度高于进水氨氮浓度0.37mg/L以上,平均水解产生氨氮

2.3水解池反硝化作用

图4说明当出水回流到水解池时,水解池出水

9.26mg/L。从图6可以看出在相同条件下,

速率平均值0.44mg/g·h,提高了约15%。

“水解

的硝氮浓度没有增大,平均为1.7mg/L,即保持在水解池的反硝化能力范围内;同时,水解池对硝氮的去除提高了系统对TN的去除率,使出水TN保持在15mg/L以下。同时,可以看出,在出水回流到水解池的回流比在40%时,出水TN浓度平均为

出水+污泥”的硝化速率高于“原水+污泥”的硝化

2.5水解池对后续生化处理反硝化速率的影响根据水解酸化工艺的反应机理,在产乙酸阶段

将有部分底物反应产生乙酸,而乙酸较有机大分子物质更容易被反硝化菌所利用,所以水解酸化池的产乙酸过程对于后续反硝化有较大影响。

100%

90%80%70%60%50%40%30%20%10%0

16.16

16.1632.72

244.82

□胶体COD·

□超胶体COD/固体COD□

9.61mg/L,去除率为76%,较回流比为28%时的去

除率65%提高了11%。

15浓度(mg/l)回流比为28%

回流比为40%

129630

471013147101316所占比例-熔解COD165.64□

137.36水解池进水

水解池出水

时间(d)

图4水解池反硝化作用

2.4水解池对后续生化处理硝化速率的影响

·11·

图7水解池进出水不同COD变化

SOUTHWESTWATER&WASTEWATER1210硝氮浓度指数(水解出水+污泥)指数(原水+污泥)

西南给排水Vol.31No.62009L,对固体氮的去除平均为7.57mg/L,结合两者之

和,水解池对TN去除平均为8.34mg/L,去除率为

864200

1

2时间(h)

21%。从而降低了后续脱氮负荷,提高了后续生化处

理的C/N比,提高了TN去除率。

(3)通过对水解池反硝化作用的研究,确定了水解池具有较高的反硝化能力,通过增加出水到水解池的回流,提高了系统的反硝化水平,当回流比为28%时,系统出水TN平均为13.22mg/L,当回流比为40%时,系统出水TN平均为9.61mg/L。

参考文献

34

图8水解池进出水反硝化速率

图7是水解池进出水不同COD的变化情况,可以看出溶解性COD不论在数值和比例上都有所增加,溶解性COD占总COD的比例平均增长40%以上。从图8看出“原水+污泥”的反硝化速率是

21

沈耀良,王宝贞.水解酸化工艺及其应用研究[J].哈尔滨建筑大学学报,1999,32(6):35~38.

国家环保局编.水与废水监测分析方法(第三版)中国环境科学出版社,1998.

[M].北京:

8.39mg/gMLSS·d,3

结论

“水解出水+污泥”的反硝化速

3

率是8.88mg/gMLSS·d,反硝化速率提高了5.9%。

(1)水解酸化池的水解发酵过程使进水部分有机氮水解为氨氮,平均消耗有机氮7.38mg/L,平均水解产生氨氮9.26mg/L,提高了后续生化处理的硝化水平,使硝化速率提高了0.435mg/gMLSS·h;同时,其产乙酸过程对碳源水解,产生了易被反硝化菌所利用的溶解性COD,溶解性COD占总COD的比例平均增长40%以上,提高了反硝化速率,使其增加了0.49mg/gMLSS·d,反硝化速率提高了5.9%。

(2)水解池分别对进水硝氮反硝化去除和对固体氮截留去除,其中硝氮浓度平均降低了0.88mg/

KubaT,MurnleitnerE,vanLoosdrechtMCMandHeijnenJJ.Ametabolicmodelforthebiologicalphosphorusremovalbydenitrifyingorganisms[J].Biotech.Bioeng.,1996,52:685-695.

4杨波,陈季华,奚旦立等.厌氧水解酸化-好氧A2/O工艺剩余污泥减量影响因素[J].环境科学,2006,27(4):675~680.

5KupferleMJ.Anaerobicpretreatmentofhazardouswasteleachatesinpublicownedtreatmentworks[J].WaterEnvironRes,1995,8(6):910-920.

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△作者通讯处:100083学环境工程系

北京市海淀区学院路丁11号中国矿业大

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信息

北京昌平可移动式生物污水处理设施首次使用

据了解,为全面推进昌平区污水治理工作,昌平水务局在加强集中污水厂、污水管网建设的同时,针对城镇应急、大型集会、农村不适合建污水处理设施的地区,联合有关环保专业单位,通过4个多月的时间设计了可移动式生活污水处理设施。

农村如果要建设一套设施齐全的污水处理设施,费用最少需要100余万元。如果采用可移动式生活污水处理设施工,农村只需建设一个用于储存、调节水质水量的集水池即可,不需要各村各自为政重复建设多套污水处理装置,各村集水池快满时,只需要由可移动式生活污水处理设施统一处理即可,不仅省钱,而且实现了污水处理设施资源共享。

(摘自www.c-water.com.cn,2009-10-9)

据悉,由昌平水务局研制的可移动式生物污水处理设施在昌平首次使用,这是在全市率先采用生物处理法处理污水。

“您好,我们村的污水池快满了,帮我们清理一下吧!”十分钟后,一辆集装式厢车缓缓驶入到南口镇七间房村污口池。据介绍,这可不是一辆普通的车,里面可是内有“乾坤”,打开车厢两侧的电动门,一个占整个车厢的两个箱体露了出来。在工作人员的操作下,管子一端插入污水池,打开电源,可移动式生物污水处理设施开始工作,几分钟后,经过处理的污水,从另一根管子排出,做为河道补水或者是为中水厂、再生水厂提供水源。排出的水达到了国家二级排放标准。

11111·12·

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