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关键词：
活性污泥,絮凝体,细菌,高等微生物,活性,机械破碎,酵母菌,耗氧速率
发表时间：
2013-02-05 09:39:09
摘要: 构建了主要由厌氧-好氧-缺氧构成的短程硝化同步反硝化除磷工艺, 并在常温条件下用于生活污水的处理. 研究发现, 通过调节反应器内好氧区的pH ( 8. 2~ 8. 7 )和溶解氧( DO 为3~ 5mg# L- 1 )能实现该工艺的快速启动, 在好氧区内实现亚硝酸盐的累积. 在稳定运行期内, DO是影响短程硝化的主要影响因素, 好氧1区DO控制在1. 5 ~ 2. 0m g# L- 1, 好氧2 区DO 控制在0. 5~ 1. 0 m g# L- 1, 好氧区内亚硝酸盐氮累积浓度稳定在5~ 10 m g# L- 1, 氨氮去除率达到90%以上. 各反应单元内碳源、硝酸盐和亚硝酸盐对除磷贡献的研究表明, 该工艺的缺氧段实现了在不外加碳源的情况下以亚硝酸盐和硝酸盐共同作为电子受体的反硝化除磷, 反硝化除磷量占系统总除磷量的80%以上.
生物脱氮需经硝化和反硝化两个过程, 当反硝化以NO-2 作为电子受体时, 生物脱氮过程称为短程
硝化反硝化过程. 由于节省了硝化过程中的供氧量和反硝化过程的碳源, 作为一种节能降耗的污水处
理工艺, 其研究受到关注.
短程脱氮工艺最早用来处理污水处理厂污泥消化池上清液( Co lliv ignarelli et al. , 1994) , 但若采用传统的脱氮工艺来处理, 费用较高. 而这类废水高温的特点使氨氮的亚硝化成为可能, 常温下, 亚硝酸菌的世代时间较硝酸菌长, 但在高温条件下情况正好相反, 这时硝酸菌的生长由于受到抑制导致其增殖速率小于亚硝酸菌. 所以, 在高温下通过选择适当的泥龄, 使反应器中污泥停留时间介于亚硝酸菌和硝酸菌的最小停留时间之间, 就可将硝酸菌从反应器中/淘洗0掉, 从而使亚硝酸菌成为反应器中的优势菌属. 因此, 短程脱氮工艺一般更适宜处理高温、高氨氮浓度的废水. SHARON 工艺(H ellingaet al. , 1998)认为, 实现短程硝化反硝化的温度应控制在30~ 35e 之间. 但是对于城市污水来说, 一般属于常温低氨氮污水, 要使大量废水升温, 动力消耗巨大. 因此, 如何在常温条件下实现城市污水的短程脱氮是一项颇具挑战的研究课题.
在城市污水处理系统中, 生物脱氮和除磷通常要求在同一工艺中完成. 由于生物脱氮和生物除磷
过程均需要有机物作为碳源, 因此, 脱氮与除磷的矛盾实质上是碳源基质问题. 反硝化除磷理论的发
展使全面提高污水中磷的去除率成为可能, 反硝化除磷利用能以硝酸盐作为最终电子受体的反硝化聚磷菌( denitrifying phosphorus remov ing bacter ia,DPB )来同时完成过量吸磷和反硝化过程, 从而达到脱氮除磷的双重目的. 应用反硝化除磷工艺处理城市污水不仅可节省曝气量和碳源, 而且还可减少剩余污泥量. 从基本生物学观点分析, 硝酸盐或者亚硝酸盐均可以作为聚磷过程中的电子受体. 如果系统实现短程硝化后, 利用好氧段累积的亚硝酸盐作为电子受体, 进行反硝化除磷, 实现亚硝酸盐和磷的同步去除, 可最大程度地降低能耗, 减少反应容积, 从而节省基建投资和运行成本( Kuba et a l. ,1997) .
基于上述研究背景, 本文以城市污水为处理对象, 构建主要由厌氧-好氧-缺氧构成的短程硝化同
步反硝化除磷新工艺, 研究该工艺在常温条件下实现短程硝化的调控策略和影响同步反硝化除磷的因素, 通过试验研究得出系统稳定运行的最优条件, 并阐述该工艺快速启动及稳定运行机理. 该研究可为节能降耗型污水处理工艺的研发开辟新的研究领域.
硝化反硝化过程. 由于节省了硝化过程中的供氧量和反硝化过程的碳源, 作为一种节能降耗的污水处
理工艺, 其研究受到关注.
短程脱氮工艺最早用来处理污水处理厂污泥消化池上清液( Co lliv ignarelli et al. , 1994) , 但若采用传统的脱氮工艺来处理, 费用较高. 而这类废水高温的特点使氨氮的亚硝化成为可能, 常温下, 亚硝酸菌的世代时间较硝酸菌长, 但在高温条件下情况正好相反, 这时硝酸菌的生长由于受到抑制导致其增殖速率小于亚硝酸菌. 所以, 在高温下通过选择适当的泥龄, 使反应器中污泥停留时间介于亚硝酸菌和硝酸菌的最小停留时间之间, 就可将硝酸菌从反应器中/淘洗0掉, 从而使亚硝酸菌成为反应器中的优势菌属. 因此, 短程脱氮工艺一般更适宜处理高温、高氨氮浓度的废水. SHARON 工艺(H ellingaet al. , 1998)认为, 实现短程硝化反硝化的温度应控制在30~ 35e 之间. 但是对于城市污水来说, 一般属于常温低氨氮污水, 要使大量废水升温, 动力消耗巨大. 因此, 如何在常温条件下实现城市污水的短程脱氮是一项颇具挑战的研究课题.
在城市污水处理系统中, 生物脱氮和除磷通常要求在同一工艺中完成. 由于生物脱氮和生物除磷
过程均需要有机物作为碳源, 因此, 脱氮与除磷的矛盾实质上是碳源基质问题. 反硝化除磷理论的发
展使全面提高污水中磷的去除率成为可能, 反硝化除磷利用能以硝酸盐作为最终电子受体的反硝化聚磷菌( denitrifying phosphorus remov ing bacter ia,DPB )来同时完成过量吸磷和反硝化过程, 从而达到脱氮除磷的双重目的. 应用反硝化除磷工艺处理城市污水不仅可节省曝气量和碳源, 而且还可减少剩余污泥量. 从基本生物学观点分析, 硝酸盐或者亚硝酸盐均可以作为聚磷过程中的电子受体. 如果系统实现短程硝化后, 利用好氧段累积的亚硝酸盐作为电子受体, 进行反硝化除磷, 实现亚硝酸盐和磷的同步去除, 可最大程度地降低能耗, 减少反应容积, 从而节省基建投资和运行成本( Kuba et a l. ,1997) .
基于上述研究背景, 本文以城市污水为处理对象, 构建主要由厌氧-好氧-缺氧构成的短程硝化同
步反硝化除磷新工艺, 研究该工艺在常温条件下实现短程硝化的调控策略和影响同步反硝化除磷的因素, 通过试验研究得出系统稳定运行的最优条件, 并阐述该工艺快速启动及稳定运行机理. 该研究可为节能降耗型污水处理工艺的研发开辟新的研究领域.
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