污水處理技術(shù)之干擾同步脫氮除磷效率的5個(gè)因素及對(duì)策
污水氮磷去除的實(shí)際需要使二級(jí)生物處理技術(shù)進(jìn)入了具有除磷脫氮功能的深度二級(jí)生物處理，污水脫氮除磷技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)和工程應(yīng)用一直是國(guó)內(nèi)外污水處理界關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，只要污水中沒(méi)有大量難降解有機(jī)物，COD的去除是比較容易實(shí)現(xiàn)的。而氮磷脫除則比較復(fù)雜，一般需涉及硝化，反硝化，微生物釋磷和吸磷等過(guò)程。
上述每一個(gè)過(guò)程的目的不一樣，對(duì)微生物組成，基質(zhì)類(lèi)型及環(huán)境條件的要求也不一樣。例如，硝化需要長(zhǎng)泥齡的硝化菌和好氧條件，反硝化則需要短泥齡的脫氮菌，易降解COD和缺氧條件;釋磷需要短泥齡的聚磷菌，易降解COD和厭氧條件，而吸磷則需要聚磷菌和好氧條件。
由于各過(guò)程的要求不同，在同一污水處理工藝系統(tǒng)中就不可避免地產(chǎn)生了各過(guò)程間的矛盾關(guān)系。如何處理好這些矛盾關(guān)系，使各自所需的反應(yīng)條件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)從而達(dá)到處理目的，是一個(gè)重要而艱巨的課題。
pH做為基本的污水指標(biāo)，勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，比如美國(guó)BroadleyJames來(lái)說(shuō)是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過(guò)程。
1、碳源問(wèn)題
碳是微生物生長(zhǎng)需要要*大的營(yíng)養(yǎng)元素.在脫氮除磷系統(tǒng)中,碳源大致上消耗于釋磷,反硝化和異養(yǎng)菌正常代謝等方面.其中釋磷和反硝化的反應(yīng)速率與進(jìn)水碳源中的易降解部分,尤其是揮發(fā)性有機(jī)脂肪酸(VFA)的數(shù)量關(guān)系很大. 一般來(lái)說(shuō),城市污水中所含的易降解COD的數(shù)量是十分有限的,以VFA為例,通常只有幾十mg/L.所以在城市污水生物脫氮除磷系統(tǒng)的釋磷和反硝化之間,存在著因碳源不足而引發(fā)的競(jìng)爭(zhēng)性矛盾。
解決這一問(wèn)題一般需要從兩個(gè)方面來(lái)考慮.一是從工藝外部采取措施,增加進(jìn)水易降解COD的數(shù)量,例如取消初沉池,污泥消化液回流,將初沉池改為酸化池等都有一定作用,還可考慮外加碳源的方法.二是從工藝內(nèi)部考慮,權(quán)衡利弊,更合理地為反硝化和釋磷分配碳源,常規(guī)脫氮除磷工藝總是優(yōu)先照顧釋磷的需要,把厭氧區(qū)放在工藝的前部,缺氧區(qū)置后.
這種作法當(dāng)然是以犧牲系統(tǒng)的反硝化速率為前提.但是,釋磷本身并不是脫氮除磷工藝的*終目的.就工藝的*終目的而言.把厭氧區(qū)前置是否真正有利,利弊如何,是值得進(jìn)一步研究的.根據(jù)對(duì)厭氧有效釋磷可能并不是好氧過(guò)度吸磷充分必要條件的新認(rèn)識(shí),倒置A2/O工藝(見(jiàn)圖)將缺氧區(qū)放在工藝*前端,厭氧區(qū)置后。
倒置A2/O工藝
經(jīng)過(guò)這種改變,脫氮菌可以優(yōu)先獲得碳源,反硝化速率得到大幅度提高.同時(shí),原來(lái)困擾脫氮除磷工藝的硝酸鹽問(wèn)題不存在了,所有污泥都將經(jīng)歷完整的釋磷和吸磷過(guò)程,除磷能力不僅未受影響,反而有所增強(qiáng)。這種新的碳源分配方式對(duì)脫氮除磷工藝的實(shí)踐和機(jī)理研究都有重要意義。
2、泥齡問(wèn)題
作為硝化過(guò)程的主休,硝化菌通常都屬于自養(yǎng)型專性好氧菌.這類(lèi)微生物的一個(gè)突出特點(diǎn)是繁殖速度慢,世代時(shí)間較長(zhǎng).在冬季,硝化菌繁殖所需世代時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)30d以上;即使在夏季,在泥齡小于5d的活性污泥中硝化作用也十分微弱.聚磷菌多為短世代微生物,為探討泥齡對(duì)生物除磷工藝的影響,Rensink等(1985年)用表1歸納了以往的研究成果,并指出降低泥齡將會(huì)提高系統(tǒng)的除磷效率.
由表1可見(jiàn)聚磷微生物所需要泥齡很短。泥齡在3.0d左右時(shí),系統(tǒng)仍能維持較好的除磷效率.此外,生物除磷的唯一渠道是排除剩余污泥.為了保證系統(tǒng)的除磷效果就不得不維持較高的污泥排放量,系統(tǒng)的泥齡也不得不相應(yīng)的降低.顯然硝化菌和聚磷菌在泥齡上存在著矛盾.
若泥齡太高,不利于磷的去除;泥齡太低,硝化菌無(wú)法存活,且泥量過(guò)大也會(huì)影響后續(xù)污泥處理.針對(duì)此矛盾,在污水處理工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行中,一般所采用的措施是把系統(tǒng)的泥齡控制在一個(gè)較窄范圍內(nèi),兼顧脫氮與除磷的需要.這種調(diào)和,在實(shí)踐中被證明是可行的。
為了能夠充分發(fā)揮脫氮與降磷兩類(lèi)微生物的各自優(yōu)勢(shì),可采取的其它對(duì)策大致上有兩類(lèi)。
*類(lèi)是設(shè)立中間沉淀池,搞兩套污泥回流系統(tǒng)使不同泥齡的微生物居于前后兩級(jí)(見(jiàn)圖1),*級(jí)泥齡很短,主要功能是除磷;第二級(jí)泥齡較長(zhǎng),主要功能是脫氮.該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是成功地把兩類(lèi)泥齡不同的微生物分開(kāi).
但是,這類(lèi)工藝也是存在局限性.*,兩套污泥回流系統(tǒng),再加上中間沉淀池和內(nèi)循環(huán),使該類(lèi)工藝流程長(zhǎng)且比較復(fù)雜.第二,該類(lèi)工藝把原來(lái)常規(guī)A2/O(見(jiàn)圖2)工藝中同步進(jìn)行的吸磷和硝化過(guò)程分離開(kāi)來(lái),而各自所需的反應(yīng)時(shí)間又無(wú)法減少,因而導(dǎo)致工藝總的停留時(shí)間變長(zhǎng).
第三,該工藝的第二級(jí)容易發(fā)生碳源不足的情況,致使脫氮效率大受影響.此外,由于吸磷和硝化都需要好氧條件,工藝所需的曝氣量也可能有所增加。