溶解氧對(duì)低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的影響

張暉　李加全　宋超　吳曉俊

【摘要】本文主要研究溶解氧對(duì)低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的影響。經(jīng)研究結(jié)果顯示，當(dāng)溶解氧的平均值為0.18毫克每升時(shí)，系統(tǒng)的實(shí)際出水可以達(dá)到國家低碳源污水一體化處理標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)，如果進(jìn)行污水工藝處理時(shí)，使用的溶解氧含量過高或者是過低均會(huì)對(duì)相關(guān)系統(tǒng)的脫氮除磷效果造成影響。當(dāng)系統(tǒng)中的相關(guān)溶解氧平均值在0.18毫克每升時(shí)，低碳源污水一體化處理系統(tǒng)中將會(huì)出現(xiàn)反硝化吸磷現(xiàn)象，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)硝化反硝化脫氮現(xiàn)象以及全程反硝化脫氮現(xiàn)象。以此同時(shí)，經(jīng)過反硝化吸磷反應(yīng)和硝化反硝化脫氮的化學(xué)反應(yīng)，極大程度上去除了污水中的氮總含量，有效降低低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷中所耗費(fèi)的碳源量與耗氧量，進(jìn)一步提高了低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的效果。

【關(guān)鍵詞】溶解氧低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷

中圖分類號(hào)： X703.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

近幾年，國家相關(guān)污水處理的出水系統(tǒng)氮磷排放相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)越來越高，對(duì)污水處理廠的低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷效果把控得越來越嚴(yán)格。在處理污水的過程中，使用硝化反硝化脫氮現(xiàn)象以及全程反硝化脫氮等污水除磷工藝的最大優(yōu)勢(shì)在于該新型排污工藝相較于傳統(tǒng)的污水處理工藝更能減少碳源量與耗氧量的耗費(fèi)，同時(shí)還能有效降低脫氮除磷化學(xué)反應(yīng)過程中碳源之間的競(jìng)爭[1]。溶解氧在低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷中，主要起到的作用是作為控制硝化反硝化的一個(gè)重要參數(shù)，溶解氧能對(duì)污水中有機(jī)物的相關(guān)消耗率產(chǎn)生影響。溶解氧對(duì)進(jìn)水過程中的有機(jī)物控制比其他傳統(tǒng)的污水處理工藝作用效果要好，因此溶解氧大大增強(qiáng)了低碳源污水一體化處理工藝的除污性能。為更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)溶解氧在污水處理工藝中脫氮除磷的影響和相關(guān)作業(yè)方式，本文主要研究溶解氧對(duì)低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的影響。

1. 溶解氧在低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷中的工藝和方法

1.1溶解氧在低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷中的工藝

首先對(duì)相關(guān)的水質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，取本轄區(qū)的居民生活污水作為試驗(yàn)原水，為達(dá)到低碳氮比的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)獲取的本轄區(qū)居民生活污水試驗(yàn)原水實(shí)際水質(zhì)，加入適當(dāng)?shù)淖詠硭⒌矸邸⒙然@、乙酸鈉和磷酸二氫鈉鉀等進(jìn)行溶合調(diào)配，并對(duì)試驗(yàn)水質(zhì)的碳氮比例、碳磷比例進(jìn)行控制。將進(jìn)水的COD嚴(yán)格把控在200毫克每升的條件下。其次，通過使用SBR作為試驗(yàn)的主反應(yīng)池以及使用強(qiáng)化釋磷池與化學(xué)除磷池作為旁側(cè)試驗(yàn)反應(yīng)池組合成低碳源污水一體化處理工藝的試驗(yàn)裝置。該試驗(yàn)裝置中的反應(yīng)池有效容積分別為：主反應(yīng)池為700L，強(qiáng)化釋磷池為70L，化學(xué)除磷池為70L。同時(shí)為了使試驗(yàn)用水能完全混合在一起，根據(jù)三個(gè)反應(yīng)池的實(shí)際構(gòu)造設(shè)置相關(guān)的攪拌器，其中SBR主反應(yīng)池上安裝有曝氣頭三組、空氣泵1個(gè)、氣體流量計(jì)1根。整個(gè)試驗(yàn)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式設(shè)置為3周期，每天試驗(yàn)裝置進(jìn)行3周期的運(yùn)轉(zhuǎn)，每一周期耗時(shí)8小時(shí)，試驗(yàn)裝置的日處理量達(dá)到1立方米。試驗(yàn)裝置的相關(guān)運(yùn)作工序是把相關(guān)的強(qiáng)化釋磷反應(yīng)池中的污泥向已經(jīng)完成排水工序的SBR主反應(yīng)池排入，對(duì)相應(yīng)的反硝化除磷進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)長為30分鐘，經(jīng)攪拌后將試驗(yàn)的35L混合液排進(jìn)強(qiáng)化釋磷反應(yīng)池中。將將350L的污水排入SBR主反應(yīng)池進(jìn)行攪拌反應(yīng)。強(qiáng)化釋磷反應(yīng)池的實(shí)際運(yùn)作工序是通過將接收到主反應(yīng)池中混合好的35L反硝化除磷泥水和35L的釋磷碳源相混合進(jìn)行強(qiáng)化釋磷反應(yīng)，持續(xù)攪拌6小時(shí)，并對(duì)混合泥水進(jìn)行1.5小時(shí)的沉淀，最后將反應(yīng)好的上清液35L向化學(xué)除磷池排入，進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)除磷反應(yīng)。化學(xué)除磷池的運(yùn)作工序是通過對(duì)上清液投入一定量的石灰進(jìn)行除磷，將除磷后的上清液排入SBR主反應(yīng)池中的好氧反應(yīng)階段內(nèi)，由于上清液帶有一定堿性，因此能更好的進(jìn)行硝化反應(yīng)[2]。

1.2溶解氧在低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的試驗(yàn)方法

對(duì)三個(gè)反應(yīng)池中的工況曝氣量進(jìn)行控制：其中，SBR主反應(yīng)池曝氣量為0.71m3/（h*m3），強(qiáng)化釋磷反應(yīng)池的曝氣量為1.0m3/（h*m3），化學(xué)除磷池曝氣量為1.42m3/（h*m3）；將三個(gè)反應(yīng)池中的溶解氧平均水平進(jìn)行把控，分別為：SBR主反應(yīng)池中溶解氧的平均水平0.09mg/L，強(qiáng)化釋磷反應(yīng)池中溶解氧的平均水平0.18mg/L，強(qiáng)化學(xué)除磷池中溶解氧的平均水平0.14mg/L，每反應(yīng)池中的溶解氧水平均在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)作，運(yùn)作時(shí)長為25天。

1.3測(cè)定方法

通過使用快速鉻法、納氏試劑的分光光度法、溶解氧測(cè)定儀以及鉬酸銨分光光度法等對(duì)溶解氧應(yīng)用于低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的影響進(jìn)行測(cè)定。

2. 結(jié)果

2.1溶解氧的周期變化情況

在SBR主反應(yīng)池的運(yùn)作期間對(duì)溶解氧進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)SBR主反應(yīng)池的好氧反應(yīng)階段每5分鐘進(jìn)行一次溶解氧監(jiān)測(cè)，在SBR主反應(yīng)池中的其他階段均采取每15分鐘進(jìn)行1次溶解氧監(jiān)測(cè)；采取加權(quán)平均法來計(jì)算平均濃度。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，SBR主反應(yīng)池和強(qiáng)化釋磷反應(yīng)池中的好氧階段中，COD持續(xù)出現(xiàn)下降的情況，由于強(qiáng)化學(xué)除磷池中的曝氣量相對(duì)比較大，致使COD含量被完全消耗，反應(yīng)至第二階段的時(shí)候，好氧量幾乎不發(fā)生變化[3]。其中強(qiáng)化釋磷反應(yīng)池和強(qiáng)化學(xué)除磷池中前期的缺氧階段中COD出現(xiàn)比較明顯的下降，在SBR主反應(yīng)池的工況下，微生物幾乎不在缺氧階段進(jìn)行反硝化除氮的反應(yīng)。綜上可知，碳源在以上反應(yīng)器內(nèi)得到了充分的利用。

2.2溶氧量對(duì)除磷的影響

在三種反應(yīng)器的三個(gè)工況狀態(tài)下，在前期的缺氧反應(yīng)階段內(nèi)TP的濃度沒有發(fā)生變化，在進(jìn)水后，厭氧反應(yīng)階段的的末端TP相關(guān)濃度達(dá)到了14.2mg/L，由于此時(shí)溶氧量濃度比較低，致使氨氮硝化反應(yīng)受到阻礙，加上反硝化的碳源使用量較少，因此促使厭氧反應(yīng)階段中的聚磷菌匯集到更多的碳源進(jìn)行釋磷反應(yīng)。同時(shí)在強(qiáng)化釋磷反應(yīng)池和強(qiáng)化學(xué)除磷池缺氧反應(yīng)階段發(fā)生明顯的吸磷現(xiàn)象，由此可知，前置的缺氧反應(yīng)階段中，微生物通過對(duì)釋磷回流的污泥中的內(nèi)碳源與上一個(gè)反應(yīng)周期殘留的硝態(tài)氮發(fā)生相應(yīng)的反硝化吸磷反應(yīng)。

2.3溶氧量對(duì)脫氮的影響

低碳源污水一體化處理工藝中的脫氮工序主要通過前缺氧反硝化除磷階段和全程反硝化階段進(jìn)行脫氮，在系統(tǒng)進(jìn)水過程中，其TN與C/N濃度差異比例比較小的狀態(tài)下，脫氮方式在三個(gè)不同反應(yīng)池工況下會(huì)存在明顯的區(qū)別。在第一種工況下主要是通過全程反硝化以及SND脫氮這兩種方式進(jìn)行脫氮[4]。在第二、三種工況下，主要通過全程反硝化、SND脫氮以及DNP的方式進(jìn)行脫氮，由于此時(shí)反應(yīng)器中的硝態(tài)氮濃度比較高，促進(jìn)回流釋磷污泥的利用殘留硝態(tài)氮進(jìn)行相應(yīng)的反硝化反應(yīng)，在這種工況下，主要以DNP為主進(jìn)行脫氮。

3. 結(jié)語

當(dāng)溶解氧的平均值為0.18毫克每升時(shí)，溶解氧對(duì)低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的方式主要是通過反硝化吸磷、硝化反硝化脫氮現(xiàn)象以及全程反硝化三種方式，研究結(jié)果顯示，溶解氧對(duì)低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷有較大的影響，經(jīng)過反硝化吸磷反應(yīng)和硝化反硝化脫氮的化學(xué)反應(yīng)，程度上去除了污水中的氮總含量，有效降低低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷中所耗費(fèi)的碳源量與耗氧量，進(jìn)一步提高了低碳源污水一體化處理工藝脫氮除磷的效果

【參考文獻(xiàn)】

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