0
关键词：
剩余污泥,超声波处理,粒径,溶出物,微型动物
发表时间：
2013-01-29 15:27:11
侧流化学磷回收强化生物除磷的模拟预测与试验验证
石磊 | -> | 571| 0| 843.161MB |生物除磷,COD/P,厌氧上清液,侧流比,化学磷沉淀,模拟预测
摘要: 为了强化污水中生物除磷作用, 本研究通过模拟预测与实验室试验验证了厌氧上清液侧流化学磷沉淀与回收对强化生物除磷的促进作用. 模拟预测与试验结果表明, 在进水COD /P= 37. 5 工况下, 当侧流比增加至30%时, 通过化学磷沉淀(调节pH > 9. 0)可使出水中TP浓度从碳源抑制时的< 6. 0 m g# L- 1 (以P计)下降至[ 1. 0m g# L- 1 (以P计) , 同时可回收进水中P负荷的64%. 经验证与校正后的TUD 数学模型模拟预测有着与试验结果近乎一致的效果. 因此, 数学模拟技术完全有可能取代中间试验过程而直接将小试结果放大至工程应用.
原污水中碳源不足往往成为生物营养物去除( BNR)工艺工程应用的限制性因素( H ao et a l. ,2006) . 针对这一问题, 技术上通常采取增加碳源的方式予以应对: ¹ 投加外部碳源, 如甲醇、酒糟等;º 释放内部碳源, 如, 对初沉、剩余污泥水解酸化、裂解等方式释放内部有效碳源( E llio tt et al. , 2007;N ovak et al. , 2007). 投加外部碳源固然十分奏效,但运行成本与剩余污泥产量势必增加. 取消初次沉淀池将原污水中颗粒性有机物予以水解/酸化可以释放一定量的挥发性有机酸( VFA s), 但这并不会增加进水中总的有机物含量; 只要进水中总的COD /P
(或COD /N )比值已经成为限制性因子, 水解/酸化对生物脱氮除磷的促进作用则十分有限. 剩余污泥从理论上说是一种可以利用的内部有机碳源, 正因为如此, 剩余污泥通常被利用来进行厌氧消化产生甲烷( CH4 ) . 然而, 由于细菌细胞在常规厌氧消化条件下不易裂解, 所以, 为增加CH4产量不得不采取一些预处理措施( E llio tt et al. , 2007; Novak et al. ,2007) . 这样的预处理技术若应用于剩余污泥的水解/酸化, 其设施投资和运行成本可能比外加碳源还要高昂, 未必适合于强化BNR工艺.
实际上, 提高进水中COD /P比值除了在分子项中增加COD绝对量方式以外, 理论上亦可以通过降低COD /P比值中分母项P含量来实现. 这就意味着需要从原污水中或BNR 工艺系统内部有效分离出一部分P负荷. 实现这样的目标采用化学磷沉淀方式显然较为简单. 但是, 对原污水实施化学磷沉淀一方面会因进水量大、磷浓度低而导致较低的P去除效率和高昂的运行成本, 另一方面亦会导致原污水中部分COD 因絮凝而被去除. 这就需要从BNR工艺系统内部寻找更为有效的化学磷沉淀途径. 研究与应用表明, BNR工艺中厌氧池上清液因释磷量高(最高可达40 ~ 50 mg# L- 1 (以P计) )而非常适合于实施侧流化学磷沉淀( van Loosdrecht et a l. ,1998; van Rensburg et al. , 2003; H einzmann et a l. ,2004) .
(或COD /N )比值已经成为限制性因子, 水解/酸化对生物脱氮除磷的促进作用则十分有限. 剩余污泥从理论上说是一种可以利用的内部有机碳源, 正因为如此, 剩余污泥通常被利用来进行厌氧消化产生甲烷( CH4 ) . 然而, 由于细菌细胞在常规厌氧消化条件下不易裂解, 所以, 为增加CH4产量不得不采取一些预处理措施( E llio tt et al. , 2007; Novak et al. ,2007) . 这样的预处理技术若应用于剩余污泥的水解/酸化, 其设施投资和运行成本可能比外加碳源还要高昂, 未必适合于强化BNR工艺.
实际上, 提高进水中COD /P比值除了在分子项中增加COD绝对量方式以外, 理论上亦可以通过降低COD /P比值中分母项P含量来实现. 这就意味着需要从原污水中或BNR 工艺系统内部有效分离出一部分P负荷. 实现这样的目标采用化学磷沉淀方式显然较为简单. 但是, 对原污水实施化学磷沉淀一方面会因进水量大、磷浓度低而导致较低的P去除效率和高昂的运行成本, 另一方面亦会导致原污水中部分COD 因絮凝而被去除. 这就需要从BNR工艺系统内部寻找更为有效的化学磷沉淀途径. 研究与应用表明, BNR工艺中厌氧池上清液因释磷量高(最高可达40 ~ 50 mg# L- 1 (以P计) )而非常适合于实施侧流化学磷沉淀( van Loosdrecht et a l. ,1998; van Rensburg et al. , 2003; H einzmann et a l. ,2004) .
另一方面, 磷是自然界一种非常有限的自然资源. 地壳中优质磷矿石( P2O5含量> 15% )以目前开采速度计算, 将在100年之内耗至殆尽( Isherwood,2000) ; 中国磷矿产资源将在不到70年的时间内耗竭(郝晓地等, 2003). 在此情况下, 污水处理中将磷单纯地/去除0转变为有意识的/回收0已受到国际社会的普遍重视. 因此, 对BNR 工艺部分厌氧上清液实施侧流化学磷沉淀, 不仅有助于相对提高COD /P比而强化生物除磷作用, 而且还能回收一部分污水中的磷, 使污水中营养物去除和磷回收有效合二为一( Gatere ll et al. , 2000; Kuroda et a l. ,2002; 郝晓地等, 2002) . 换句话说, 这种侧流化学磷沉淀/回收技术方式具有一箭双雕的功能.
本研究在前期对一BNR 工艺( BCFS)模拟预测(H ao et al. , 2006)与试验研究(郝晓地等, 2002 )的基础上, 分别以数学模拟与人工配水方式改变进水COD /P比, 模拟预测并试验考察了低COD /P 比对出水P浓度的影响. 同时, 在COD /P比降低至严重影响出水P浓度时, 再次通过模拟预测和试验考察研究了厌氧池上清液侧流磷沉淀促进出水P 浓度的效果及相关关系. 最后, 在获得模拟预测与试验结果相吻合的情况下, 验证了数学模拟技术取代中间试验, 将小试试验直接放大至实际工程设计的可行性, 旨在为实现BNR工艺问题诊断及运行优化提供参考.
本研究在前期对一BNR 工艺( BCFS)模拟预测(H ao et al. , 2006)与试验研究(郝晓地等, 2002 )的基础上, 分别以数学模拟与人工配水方式改变进水COD /P比, 模拟预测并试验考察了低COD /P 比对出水P浓度的影响. 同时, 在COD /P比降低至严重影响出水P浓度时, 再次通过模拟预测和试验考察研究了厌氧池上清液侧流磷沉淀促进出水P 浓度的效果及相关关系. 最后, 在获得模拟预测与试验结果相吻合的情况下, 验证了数学模拟技术取代中间试验, 将小试试验直接放大至实际工程设计的可行性, 旨在为实现BNR工艺问题诊断及运行优化提供参考.
石磊发布的其他共享资料
-
-
关键词： 超声波,铁-炭微电解,苯酚,协同效应,动力学 发表时间： 2013-01-29 15:24:54
-
关键词： EGSB 反应器,微氧,常温,生活污水,颗粒污泥,性能 发表时间： 2013-01-29 15:21:42
-
关键词： 生物除磷,COD/P,厌氧上清液,侧流比,化学磷沉淀,模拟预测 发表时间： 2013-01-29 15:18:58
-
关键词： 草酸,双酚A,天然高岭石,天然蒙脱石,光降解 发表时间： 2013-01-29 15:15:33
-
关键词： 发酵产氢,阴离子,正交试验,影响因子,脱氢酶 发表时间： 2013-01-29 15:13:56