处理低碳源污水的倒置A^2／O工艺强化脱氮技术研究

针对重庆鸡冠石污水处理厂的倒置A ／0工艺在低碳源情况下脱氮效果不佳的问 题进行了生产性试验研究。(编辑:点会qqnba2)

第2 5卷

第 1期 3

中国给水排水CHI NA ATER& W AS W TEW ATE R

Vo . 5 N . 3 12 o 1

20 0 9年 7月

J 12 0 u. 0 9

处理低碳源污水的倒置 A/ O工艺强化脱氮技术研究张智,陈杰云,李勇.周娇,陈永红 , (. 1重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆 4 04;2重庆大学城市建设与 005 .环境工程学院,重庆 404;3重庆排水有限公司鸡冠石污水处理厂,重庆 4 06 ) 00 5 . 003摘要:针对重庆鸡冠石污水处理厂的倒置 A/工艺在低碳源情况下脱氮效果不佳的问 0

题进行了生产性试验研究 .在采取了投加垃圾渗滤液 (配率为 0 1 )缩短初沉池的水力停留投 .%,

时间为原来的 13和控制好氧第 3段的 D/ O为 05m/ . gL等措施后,补充碳源 1%以上,可 5系统中活性污泥性状良好,氮效果得到大幅提高.出水 N一N为 2 m/对 N,一N的去除率为脱 H g L, H 9%; 0出水 T N为 1 g L对 T 7 m/, N的去除率为 5%, 4实现了出水达标排放 .

关键词:倒置 A/ 0工艺;低碳源;垃圾渗滤液;初沉池;脱氮 中图分类号:X 0 73文献标识码:A 文章编号:10 4 0 ( 0 9 1 0 0 0 0 0— 6 2 2 0 ) 3— 0 7— 4

Nir g n m o a r m w- a bo W a twa e y Re e s d A t o e Re v lf o Lo c r n se t r b v r e /0 o e s Pr c sZ HANG h, CHE i-u , L n Zi N Jey n IYo g, Z HOU Ja , C io HE n . o g N Yo gh n

( .K yL brt yo he e r iR go s c— ni n et< n t E uai 1 e a oa r T r R s v r ei oE v o m n Miir o d ct n>, o f e eo n' E r s f y oC og ig U i r t,C og i 0 0 5 hn 2 o eeo Ubn C nt co n hn qn n e i v sy h n qn 0 4,C i g4 a; .C lg r os ut na d l f a r iE vrn na n ier g,C o g ig U i ri n i me tlE gn ei o n h n qn nv st e y,C o g ig4 0 4 h n qn 0 0 5,C ia; .Jg a s i h n 3 iu n h

W P, h n q gD an g o t. hn q g4 0 6,C i ) WT C og i ri eC .Ld,C og i 0 0 3 hn n a n aAbsr t tac: To a d t e o e a in a d ma ne a c fW唧 i h p rto n i tn n e o . af l c l x e i e a t d n n— u ls ae e p rm ntlsu y o i

to e e v lfo lw- a b n wa twae y t e r v re , p o e s wa o u t d i o g i g r g n r mo a r m o c r o se t r b h e e s d A r c s s c nd ce n Ch n q n

J u nh WWr .Wh ntepooe esrs uh a s g0 1 ( o meo atw t )a di i a si g P e rp sd m aue,sc sui .% vl f s a r lnfl h n u w e e lla h t e c a e,s o t n n h re i gHRT y 2 3 i hep ma y s t i g tn nd c n r l n b / n t r r et n a k a o tol g DO t0. /L n t e t r i l i a 5 mg i hid h

s c in o e o i o e ae a p id,1% o e c r o o r e c n b o lme td,t e fv r b e p o— e t fa r b c z n r p l o e 5 f h a b n s u c a e c mp e n e t h a o a l r pe y o c iae ldg s a h e e t r

fa t t d su e i c iv d,a d t e ni o e e v le e ti in f a ty i r v d.Th fl— v n h t g n r mo a f c s sg i c nl mp o e r i e efu e tNH3一N s2 mg n her mo a ae i 0% .T f u n n i /L a d t e v lr t s9 hee e tTN s1 /L a d t e r mo a ae i l i 7 mg n h e v lr t s 5 4% .Th p t-t n a d d s h r e o h f u n sa h e e e u—o sa d r ic a g ft e ef e ti c i v d. l Ke r r v re /0 r c s y wo ds: e e s d A p o e s;t n nto e e v l a k; i g n r mo a r

lw· a b n s u c o c r o o r e;

ln fl la h t a d l e c ae; i

p i r eti g rma s t n y l

有机碳源在污水的生物脱氮处理中起着重要的

足系统高效脱氮对碳源的要求 .如何保证在低碳源浓度情况下污水处理厂的出水能够达标排放是我国南方大部分城市污水处理厂需要解决的问题 .

作用,它是细菌代谢所必需的物质和能量来源,是反硝化反应得以顺利进行的必要条件] .倒置 A/ 0

工艺具有流程简单,能耗低,运行稳定,冲击负荷抗能力强,氮除磷效果好等优点 J在我国得到了脱,广泛的应用 .我国南方大部分城市污水的浓度较低,O C D一般为 2 0m/,的甚至更低,以满 0 g L有难

1鸡冠石污水处理厂基本情况鸡冠石污水处理厂位于鸡冠石镇,服务范围为重庆主城区嘉陵江南岸,江南北岸,包括 1长共 2个排水区域,部分区域为分流制,他为合流制,务其服

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针对重庆鸡冠石污水处理厂的倒置A ／0工艺在低碳源情况下脱氮效果不佳的问 题进行了生产性试验研究。(编辑:点会qqnba2)

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中国给水排水

w w wt gs a c w .ar h to ea e . r n

面积为 2 1k 服务人口约 19万 .该厂总占地面 6 m, 6积为 5 5 h 采用倒置 A/生物脱氮除磷工艺 . m, 0

的情况下,运行 3座初沉池中的 2座,每座开启 6格中的 2格, H T由 16 使 R .9h缩短为 0 5;0 7年 . 6h 20 5月后,由于水量的增加启用了第 3座初沉池,启开格数也相应进行调整 . ②延长反硝化段时间

(图 1,中初沉池与二沉池均为平流式沉淀池,见 )其 好氧区由 3段廊道构成 .其设计污水处理能力:近期为 6 0×1 m/, 0 .d雨季为 15×1 m/;期为 3 0 d远8 1 d雨季为 1 5×1 I/ .2 0 0× 0 m/, 6 0 n d 0 7年的日 均处理水量为 4 1 n/ . 8× 0 i d .

调整好氧区的第 3段(最后一段)为缺氧段,调整段长度从硝化阶段完成开始 (过试验确定 )通 .由于好氧池缺少搅拌器,防止第三段污泥的下沉为而堵塞微孔曝气头和造成污泥老化,过调整曝气通支管的阀门开启度来控制曝气量, D使 O维持在 05 .m/ g L左右 .

加消计

3结果与分析3 1投加垃圾渗滤液对活性污泥的影响 .

在将垃圾渗滤液投加到城市污水中时,严格应控制投配率,一般不宜大于 04,避免对系统造 .%以图 1鸡冠石污水处理厂工艺流程 F g 1 F o c a to a tw trte t n r c s i. lw h r fw se a e ra me tp o e s

成太大的冲击 .申秀英等的研究表明,当投加量超

过一定范围时,渗滤液中的重金属,垃圾有毒有机物等会对活性污泥造成一定的毒害 .该厂在渗滤液投配率为 0 1左右时,物反应池中的活性污泥絮 .%生体较大,具有良好的吸附和沉降性能 .镜检发现,污泥边缘清晰,结构紧密,呈封闭状,生物相丰富,其钟

鸡冠石污水处理厂的进,出水水质见表 1可知,

进水水质变化大,与设计值相差甚远,于低碳源污属水 .对于脱氮工艺来说通常要求 B D/ N> ., O T 4 0

但该厂的进水 B D/ N为 2 5左右, O T .再考虑初沉池对碳源的去除,进入生化池中的碳源浓度更低,则无法满足脱氮的要求 .表 1污水处理厂的进,出水水质T b 1 W a twae l l y o n u n n f u n f a . se trq I i fi f e ta d e l e to at l

虫,累枝虫,毛虫,鞭檐纤虫等均有出现,生物种类微及数量也呈稳定趋势,污泥活性良好;丝状菌丰度表现为 a b级,或无污泥膨胀迹象 .这说明, 0 1在 .%

的投配率下污泥未出现中毒的现象,加渗滤液未投影响活性污泥系统的正常运行 . 3 2生物池中碳源增加情况 .垃圾渗滤液由于具有较高的含碳量,这使得利

Jg a siWW I iu n h P

mg· L

项目 C D B D 0 0

S S

T N一 T P H N N

设计值 3O 6

1O 8 3 5 1o o

20 5 4 5 30 2

5 12 . 54 .

3 5

4 5

最大值 60 6最小值 4 0平均值 20 4

30 12 0 1 . 8 0 25

4 . 221. 15 2 . 62

7 51 8 4 3

用其作为污水处理的补充碳源具有一定的可行性 .鸡冠石污水处理厂接受的渗滤液属于早期 j

注:出水水质执行 G 8 1- 20 B 198 0 2的一级 B标准 .

渗滤液,监测其 C D为 500— 0经 O 0 800m#L氨氮,为 4 0~10 0m .渗滤液的 C D T 0 0 #L O/ N为 7一l, 5高于该厂进水的,因此可在一定程度上缓解处理过

2强化脱氮措施2 1投加垃圾渗滤液 .

程中碳源不足的问题,时也为垃圾填埋场渗滤液同处理系统的容量不足提供了一个解决办法 .在 20 0 6年 1 1月一 l对初沉池进,口处的 2月出

该厂从 20 07年起开始投加垃圾渗滤液,天根每据进水水质情况,择性地投加某垃圾填埋场的渗选滤液约 40t投配率为 0 1 (圾渗滤液投加量 0, .%

垃与污水处理量之比 ) .同时为了保证均匀地投加到污水中,将投加点选择在初沉池的进水渠道处 .2 2调整运行工况 .

C D进行了多次监测,现当每座池子的 6格全开 O发时对 C D的平均去除率为 3%左右,关闭其中 O 5在的 4格使 HR T降至 0 5 .6h后, C D的平均去除对 O率降低到 2%左右,入生化池的 C D浓度提高 0进 O了 1%, 5因此为生物池增加了部分碳源 . 运行中没有选择完全超越初沉池,主要是考虑

①

缩短初沉池的 HR T

从 20 0 6年 1开始, 2月在进水量为 3 8×1 m/ 0 d8·

·

针对重庆鸡冠石污水处理厂的倒置A ／0工艺在低碳源情况下脱氮效果不佳的问 题进行了生产性试验研究。(编辑:点会qqnba2)

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张

智,:等处理低碳源污水的倒置 A/ O工艺强化脱氮技术研究

第2 5卷

第1 3期

到该厂的旋流沉砂池对细砂的去除效果不佳.而仅开通初沉池中的 2格则既可以补充部分碳源,可又以弥补沉砂池处理效果上的不足,免了生物池严避

的脱氮率为 3%) 5提高了 1%. 91月份污水厂出水 T N的平均值为 2 . gL, 03m/ 分析是由以下原因造成的:系统正处于调整期还不是很稳定,活性污泥中的微生物正处于驯化适应阶

重积砂 (会导致池容减少和污泥的活性降低 )累积,的泥砂堵塞二沉池和污泥浓缩池排泥管道,水污脱泥不易成饼等现象的发生 .33对 N 3 . H一N的去除效果

段;温平均仅为 1 C,当温度<1水 1o而 5℃时硝化, 反硝化速度会明显下降,同时硝化菌及反硝化菌的活性和繁殖速率也会大幅度降低,. . J其他月份脱氮效果大幅度提高的原因有:投①加垃圾渗滤液及关闭部分初沉池的流道,系统补为充了 1%以上的碳源,利于激发反硝化菌的脱氮 5有

在采取了投加渗滤液和调整运行工况的措施后, 20对 0 7年进,出水氨氮的月平均值进行了统计

分析,对氨氮的去除率都在 9%左右, 0尽管进水氨氮浓度波动较大,出水氨氮浓度基本稳定在 2但m/ g L左右,明在补充渗滤液和减少硝化区容积的说

潜能;②缺氧段位于整个生物反应池的最前端,优先满足反硝化脱氮对碳源的要求,硝化容量充分;反③好氧第 3段的 D O为 0 5m/ . gL左右,证了从该段保回流的硝化液中溶解氧含量低,缺氧反硝化创造为

情况下,系统仍具有较强的抗氨氮冲击负荷能力 . 般来说,异养菌的世代周期较短,比增殖速率较快,硝化菌的世代周期长,而比增殖速率低 .当有机物浓度较高时,养菌生长速

度快,优势菌属,异是并一

了条件;缩短初沉池的停留时间改善了活性污泥④的沉降性能,提高了活性污泥浓度,为进行同步硝化

消耗水中的氧,而硝化菌是一种严格的好氧菌,这些

都会限制硝化菌的繁殖,而影响硝化效果 .由于从该厂进水碳源严重不足,然采取了措施来提高反虽

反硝化创造了有利条件 .该厂好氧段的污泥浓度为 45 0 m/, O控制在 2mg L有研究表明 J在 0 g L D /,,

污泥浓度较高且控制好氧池内溶解氧的浓度为 1 ~3m/ g L时,好氧段发生明显的同步硝化反硝化现象 . 4结论 ①②

应池中的碳源浓度,但经过缺氧和厌氧两段的消耗, 进人好氧段的 C D不多, O使得好氧段内的硝化菌在与异养菌的竞争中成为了优势菌;外, S直另 MLS一维持在 450m/ 0 gL左右,大量的硝化菌聚集,有所以虽然减少了硝化区的容积,能取得良好的氨氮仍去除效果,实现高效脱氮创造了条件 .为3 4对T . N的去除效果

当垃圾渗滤液的投配率为 0 1时,性 .%活通过缩短污水在初沉池中的停留时间,可

污泥未出现中毒现象,补充了部分碳源 .并 以为生化系统增加约 1%的碳源,能完成对细砂 5且的去除 .

对T N的去除效果见图 2 .

③

通过补充碳源和控制好氧第 3段的 D O浓

度,以使对 N一N的去除率达到 9%, T的可 H 0对 N去除率达到 5%,现了出水达标排放 . 4实参考文献:[] P caa, e e J td f atr aet gs u ae 1 ohnk K l r .Suyo c s f ci i hn— l f o f n m O8ntf ao n ei f a o ( N U iict n ad dn r ctn S D)[] r i i ti i i J .Wae trSi eh o,9 93 ( ) 6— 8 c T en l19,6 6:1 6 .

[] S o sM, a e e, h n ig e a.A m nu 2 t u V nG r n E Z egPn,t 1 m oim r vrmoa rm o cnrtd w sesra t h l eo e vlf o c n e t e at temswi teal r. a h a

b mm nu xdt n( nm o )poesi df r t i a oim oia o aa m x rcs iee c i n f n

图2对 T N的去除效果F g 2 T e v li y t m i. N r mo a s se n

rat of ea osJ .Wa r e,97 3 ( ) 15 ec r n grtn[] oc i i t s19,1 5:95 eR—

16 . 9 2

从图 2可以看出, 2 0除 07年 1月外,他月份其系统出水 T N基本能维持在 1/ 7mgL以下,除率去在 5%左右 (高达到了 6% )较调整前 (06年 4最 5, 20

[]侯红娟, 3王洪洋,周琪.进水 C D浓度及 C N值对脱 O/氮效果的影响[] J .中国给水排水,0 52 ( 2:9— 2 0,1 1 ) 123.

(下转第 1 2页)·

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针对重庆鸡冠石污水处理厂的倒置A ／0工艺在低碳源情况下脱氮效果不佳的问 题进行了生产性试验研究。(编辑:点会qqnba2)

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第 1期 3

中国给水排水

W W wtgse .o W .a r ha cm ea t

2 . 0m/ .前 1 2 6 g L 0d内陶粒 B F的出水 C D高于 A O

上部蔓延 .分别

从滤池进,水口处取出一定量填出

火山岩 B F的,是因为火山岩填料表面粗糙, A这孔隙多,利于挂膜,有故处理效果优于陶粒填料 .在增大曝气量之后,陶粒填料的去除率超过了火山岩填料,析是水流扰动大,分对挂膜产生了不利影响的缘故 .陶粒填料为球形,积及质量适中,态好,体流因此受流体扰动的影响相对较小,膜更稳定 .挂·进水+陶粒 B F出水 A+火山岩 B AF出水+陶粒 B F去除率 A7 O 6 0 5 0 7 0 6 0 5 0

料,经过清洗,剥落生物膜后进行镜检,发现生物相丰富,有大量菌胶团及轮虫,虫,含钟变形虫等微生物 .这些原,后生动物的出现,明装置挂膜成功 .表

3结论①在低有机物含量下,陶粒及火山岩曝气生物滤池可直接采用原水挂膜 .

②当所处理原水的有机物及氨氮含量较低

时,曝气生物滤池对氨氮, O的去除有限 .随着 CD进水氨氮浓度的降低,除率出现明显下降 .试验去中,当进水氨氮为 06 g L时, .4m/陶粒 B F对其去 A除率仅为 1 . 2 . O7%

4瓣 0

邑 4 03 OU

3慧 02 0 1 0 0r rr r rr r rrⅢ ⅡI

③

与陶粒填料相比,山岩填料表面更为粗火

2 0 1 0rr r

糙,微孔数量多,膜迅速,含挂但是挂膜的稳定性不

如陶粒填料,尤其在曝气量较大时,受扰动的影响其处理效果变得不稳定 .

昌2

n===时间

: .===

参考文献:[]王春荣, 1李军,宝贞,王等.2种不同填料曝气生物滤池处理生活污水的经验模型[] J .环境污染治理技术与设备,0 56 1 )5 6 . 2 0,(2:6— 0 []张树德, 2张杰,李捷,等.曝气生物滤池中总有机碳及氨氮的变化和对硝化作用的影响[] J .安全与环境学报,0 55 4:3—3 . 20,( )3 5

图 2对 C D的去除效果 OF g 2 Re v e e to OD i AF i. mo M f c fC n B s

2 3对T, P的去除效果 . N T

进水中的氮主要以硝态氮形式存在 .因为曝气过程中溶解氧一直处于较高水平,不具备培养反并硝化菌的条件,故几乎未发生反硝化,仅靠同化作用去除了少量 T N.同样,因两 B F中并无厌氧过程, A 故对磷的去除也相当有限,仅在砂滤阶段观测到 T P

作者简介:晨 (9 3一 )女,内蒙古呼和浩特张 18 , 人,硕士研究生,研究方向为污水再生回 用技术 .电话:3 12 4 2 180 1 32 E—malji n bu.d .l i: lu@ jteu e gj l收稿日期:0 9— 3— 1 20 0 1

的少量降低,这应是砂滤的物理截留作用所致 .2 4填料表

观现象 .

挂膜初期填料表面无明显变化,后两 B F 2周 A下部,曝气头以上约 3 m处开始出现小块棕色生 0c物膜 .着时间的延长,物膜颜色逐渐加深并向随生(上接第 9页)[]袁敏,琪,殿海, 4周杨等.垃圾渗滤液为碳源时 A/ 0法的脱氮除磷研究[] J .中国给水排水,0 8 2 20, 4( 1:7— 9 1)2 2 .

to nd d ni i c to e o i he o ttc t r so h o in a e t f a in a r bc c m sa ulu e ft i— ri

sh e atrp a J .A p E v o coi,9 8 p ar pno oh[] p l ni nMi bo 19, a t r r l5 1: 8 2—2 1 . 4( ) 2 1 8 8

[] M ue M, al, et—otsE e a.A p ctno 5 art Pu P u hC s ,t 1 p l ao f E c e i ie p rme tlr s a c t o o o y t h t d fn t f xe i n a e e r h meh d l g o t e su y o i i— r i

ct ni ie utr[] a o m xdcl e J .Wa rSi eh o,96 3 i n u t c T cnl19,4 e(—2:4 2 2 1 ) 2 5— 5 .

作者简介:张智 (9 0一 )男,四川隆昌人,博 16 ,士,教授,主要从事水处理,生态环境理论与技术研究 .E—m al z a g hc@ 1 6 c n i: h n z iq 2 .o

[]徐亚同.p 6 H和温度对反硝化的影响[] J .中国环境科学,94, ( ) 39—33 19 1 4:0 4 1. [] R b ro V nNe E W .Sm l no sn r c一 7 o et nLA, a i J i ut eu ii a s l a tf i

收稿日期:09— 1 8 2 0 0—1

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