基于UCT工藝在污水處理工程設(shè)計中的應(yīng)用分析

王志磊

摘 要：本文主要分析了UCT工藝在污水處理工程設(shè)計中的應(yīng)用，重點介紹了UCT工藝這種污水處理技術(shù)，它不僅能夠保證除磷效果，還具有節(jié)省資源等優(yōu)勢。通過對UCT工藝在污水處理工程設(shè)計中應(yīng)用的分析，以期實現(xiàn)污水處理效果的提升。

關(guān)鍵詞：UCT工藝;污水處理;應(yīng)用

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A

1 UCT工藝概述

1.1 UCT工藝簡介

UCT工藝經(jīng)由南非開普敦大學(xué)研究與開發(fā)，在除磷效果上有很大的提升。傳統(tǒng)的污水處理工藝雖然具有構(gòu)造簡單、總水力停留時間短、運行成本低、控制較簡單以及不易產(chǎn)生污泥膨脹等優(yōu)勢，但此工藝在脫氮除磷方面的效率卻難以提升，需要進一步改進。UCT工藝在脫氮除磷方面的效果具有很大的進步，在此工藝中，污泥并不回流到厭氧池，而是回流到缺氧池，這樣能夠降低回流污泥攜帶硝酸鹽對釋磷菌厭氧釋磷所產(chǎn)生的影響，以獲得更好的除磷效果。同時，這個工藝還增加了一個內(nèi)回流，這時，缺氧池內(nèi)的部分混合液就會回流到厭氧池，而在混合液流到厭氧池之前就已經(jīng)因缺氧池中的反硝化作用而降低了硝酸鹽的濃度，同時還含有大量的溶解性BOD，這就非常有利于厭氧區(qū)有機物的水解。另外，UCT工藝中還存在著反硝化除磷現(xiàn)象，反硝化除磷菌既能夠在厭氧區(qū)進行釋磷，又能夠把碳源基質(zhì)轉(zhuǎn)化成為PHA儲存在細胞中，還能夠在處于缺氧的環(huán)境中對細胞內(nèi)的PHA進行氧化已達到反硝化除磷的目的。這樣就能夠完成一碳兩用，降低聚磷菌與反硝化菌對碳源競爭時產(chǎn)生的矛盾。與此同時，反硝化聚磷微生物的污泥產(chǎn)量非常小，這就能夠提升活性污泥的含磷率，進而除磷所需要的泥齡就能夠得到延長，達到緩解單污泥工藝中泥齡矛盾的效果[1]。工藝流程示意圖如圖1所示。

1.2 UCT工藝的基本原理

首先，厭氧反應(yīng)池主要負責(zé)對原污水以及含磷回流污泥進行磷的釋放和低分子量有機物的吸收。其次，將進水中的有機物當作碳源，在缺氧池中利用混合液回流所帶入的硝酸鹽來實現(xiàn)反硝化脫氮。再次，在從缺氧池進入曝氣池的過程中對BOD進行進一步的祛除，同時進行硝化反應(yīng)與磷的大量吸收。最后這一步在沉淀池完成，在這個池中進行泥水分離工作，富磷污泥將通過排剩余污泥的方式將磷排出處理系統(tǒng)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)生物除磷[2]。

1.3 UCT工藝中不同池的功能

首先是厭氧池，在這個池當中，可生物降解的大分子有機物能夠通過厭氧發(fā)酵菌來進行轉(zhuǎn)化，將其轉(zhuǎn)變成為分子量較低的發(fā)酵中間產(chǎn)物。通過這一步，聚磷菌還能夠借機合成自身的細胞質(zhì)，實現(xiàn)大量的繁殖。其次是缺氧池，在這個池中，借由好氧區(qū)內(nèi)回流液當中的硝酸鹽和污水中的有機基質(zhì)，反硝化細菌能夠?qū)崿F(xiàn)反硝化，這樣就可以實現(xiàn)既除磷又脫氮的效果。最后是好氧池，聚磷菌能夠?qū)ψ陨眢w內(nèi)存在的PHB進行分解，然后釋放出能量來維持自身生長，還能夠?qū)Νh(huán)境中的溶解態(tài)磷進行過量的攝取，同時，污水中殘留的有機基質(zhì)也是維持聚磷菌生存的重要條件。好氧池中污水中的氨氮還能夠通過硝化菌來轉(zhuǎn)化為硝酸鹽[3]。綜上所述UCT工藝中所包含的池如圖2所示。

2 影響UCT工藝的因素

2.1 負荷方面的因素

當進水濃度的有機物偏低，尤其是厭氧進水口發(fā)揮性脂肪酸偏低時將不能達到應(yīng)用的需求，而負荷的沖擊過大也不能達到處理的需求。通常情況下，應(yīng)該把負荷控制在一個合理的范圍內(nèi)，例如0.1～0.18kgBOD5/（kg MLVSS·d），這樣就比較穩(wěn)定。

2.2 溶解氧控制方面的因素

出水磷的達標效果受很多因素的影響，當厭氧段的厭氧效果差，也就是說不能達到絕對厭氧的效果時，磷會得到充分的釋放。當好氧段溶解氧不足、好氧吸收磷并不充分時，出水口的溶解氧非常低，會致使二沉池發(fā)生二次釋磷，這些都是影響出水磷達標效果的因素。通常來講，應(yīng)該把生物池的好氧量維持在0.5～3mg/L，末端的范圍在2～4mg/L[4]。

2.3 污水進水總磷濃度方面的因素

污水的進水總磷濃度偏高也會對UCT工藝的發(fā)揮效果產(chǎn)生影響，當濃度偏高時，進入?yún)捬醵沃形鬯腂OD5/TP將會低于20，甚至還有可能低于10。當發(fā)生這種情況時，應(yīng)該進行沉淀池超越，將負荷進行提升，做預(yù)處理。

2.4 進水PH值方面的因素

工業(yè)酸性廢水以及其他部分種類的污水會改變污水系統(tǒng)中的PH值，而PH值的改變還會影響到厭氧段中總磷的釋放。在運行管理中要是長時間受到PH值的影響就會大大影響除磷能力的發(fā)揮，嚴重時還有可能失去除磷能力。

2.5 泥齡方面的因素

泥齡通常都控制在8至20天，聚磷菌與硝化菌之間存在著泥齡方面的矛盾，泥齡太長會影響除磷的效果，泥齡太短又不利于硝化菌的生存。

2.6 濃縮與脫水的上清液二次釋放

污泥在處理的過程中不能停留過長的時間，若是時間過長就會致使磷二次釋放到濃縮與脫水的上清液中，而上清液會通過進水二次進入系統(tǒng)，這會增大系統(tǒng)磷的負荷，嚴重時還會致使磷在整個工藝系統(tǒng)中反復(fù)循環(huán)，最終將導(dǎo)致出水總磷的含量嚴重不達標[5]。

2.7 厭氧段停留時間方面的因素

當經(jīng)過兩個小時的厭氧之后，污水污泥混合液中磷的釋放已經(jīng)變得非常少，而在磷的有效釋放環(huán)節(jié)中，有機物的轉(zhuǎn)化量以及磷的釋放量之間還存在著非常好的相關(guān)性。

2.8 水溫方面的因素

溫度的變化對于硝化菌的影響非常大，通常情況下，生物池的系統(tǒng)溫度都在15到35攝氏度之間，在運行的過程中，很有可能因為冬季氣溫偏低而降低硝化的效果。為了維持氨氮出水的標準，需要人們通過增大泥齡的方式來解決低溫這一問題。綜上所示，影響UCT工藝的因素有8種，如圖3所示。

3 結(jié)語

UCT工藝的運用能夠?qū)崿F(xiàn)除磷效果的大幅提升，它是在傳統(tǒng)的污水處理工藝上優(yōu)化而來的。在實際的污水處理應(yīng)用中，人們還是應(yīng)該依據(jù)實際情況選擇污水處理方式，UCT工藝雖然具有明顯優(yōu)勢，但仍存在一定的局限性。

參考文獻

[1] 韓琪，曾環(huán)木，唐志雄等.UCT工藝在城鎮(zhèn)污水脫氮除磷中的應(yīng)用[J].廣東化工，2015，42（10）：124-125.

[2] 陳佼.人工快滲系統(tǒng)PN-ANAMMOX耦合脫氮性能及機理研究[D].西南交通大學(xué)，2018.

[3] 王玉.懸浮填料對城市污水A2/O工藝硝化過程強化研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2016.

[4] 張立成.亞硝化反硝化除磷工藝及分子微生物學(xué)研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2011.

[5] 儲瀟梟.新型厭氧-好氧生物流化床反應(yīng)器應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D].東華大學(xué)，2017.