生物脫氮除磷工藝厭氧／缺氧環(huán)境倒置效應(yīng)

1、1997 Vol. 13 No. 3中國給水排水7生物脫氮除磷工藝厭氧/缺氧環(huán)境倒置效應(yīng)1997 Vol. 13 No. 3中國給水排水71997 Vol. 13 No. 3中國給水排水7摘 要 皮軋、換亶環(huán)境老生戦脫盤徐構(gòu)工t.必不可少時丈妻俎成部分就誡眄科環(huán)唆妁先站順序 及其時工藝吐陀的潟岫邊桿機理研3U 坯果札明；常規(guī).工藝履JUAD/換MjADAemCO布K方式的 舍理性見僅毎再揮討的。把簾規(guī)工藝的尺氯、缺真環(huán)境創(chuàng)JEii來.申以塊|UA2/厭HAD/好lUO）方 式運行可明顯提高工豈的氯瑕亂除效杲。吝同等樓件T.A2/A1/O親撓的岀水Ortho P比帶規(guī)A1/A2/O幕統(tǒng)低50%,

2、而比丘確化連準(zhǔn)卻比后才高40-50a1997 Vol. 13 No. 3中國給水排水7關(guān)鍵詞 生勵風(fēng)蠹除確；倒直效應(yīng) 陽卒辺卜1前盲生物脫氮除磷工藝通常需要涉及厭氧、缺甄、好氧 三種狀態(tài)，這三榊狀態(tài)的分布既可口是空阿上的（如Phoredex T藝及其改進(jìn)型Al/O X藝等）也可以是時間上的（如SBR工藝等人常規(guī)生物脫氮除磷工藝的慶 執(zhí)區(qū)一般位于工藝的最前朗h觸幫區(qū)居英后，轉(zhuǎn)呈炭氧（AlVtt*<A2）/Jff氧（O）布量形式*該布置在理論上基于即；聚磷微生物有效釋磷水平的充分與否,對于提 高條統(tǒng)的除瞬能力具有極端畫真的意艾低氧區(qū)在前 可以梗聚璘微生物優(yōu)先獲得碳源并得厲允分萍璨。但 根據(jù)厭

3、氧區(qū)生化特性的研究，聚磷微生物有 效輙璘水平的充分與否并不是決宦系統(tǒng)除磷能力的必 要條件F 由于存在內(nèi)循環(huán)基統(tǒng)所幷放的剰余恬泥中 只少部分經(jīng)歷了完整的釋磷'吸碑過程，其余則墓本上 未鮭厭氧狀杰而直接由峽氧區(qū)進(jìn)入好氧區(qū)* 由于慶氧區(qū)居前、回流污呢中的硝敲鹽對厭 氧區(qū)產(chǎn)生不利影響，為此而開發(fā)的新工藝又哲于飯雜 實際運轉(zhuǎn)經(jīng)驗表明按跟峽氧奸氧兩輕 設(shè)計的脫氮工藝系統(tǒng)也常常表現(xiàn)出良好的除瞬體力.因此，常規(guī)主物脫氮除磷工藝AI/A2/O布的合 理性值得進(jìn)一涉探討°是否可以把艇甄、缺氧環(huán)境倒置過來rl A2/A1/ O方式運行.顯齪.這一作迭不僅需要排除某種恩維嵋 性的影響.事實上讓源不足

4、的問題依林存在，聚詹酸生 物處于一種戰(zhàn)'硯不利的競爭地位，相應(yīng)地其厭氯釋璘 水平必然曄低，為了探討該冋g.lJl A1/A2/O和A2/A1/O兩種布置形式作為對比對生物脫頼除磷工藝厭 氧、礒氧環(huán)境闔效應(yīng)迸擰了實醱室研究°2材料與方法2.1實驗材軒活性污據(jù)來自同期進(jìn)杼的城市污水生物號粗除確 小試系統(tǒng)的好氮區(qū)末竭*污水取自上祥市某污水處理 廠膽砂池出水.宴驗期間污水和污泥特性詳見表1.W1污水和污渥待性污水存泥COD 400-800ing/LMLSS 104. Omg/LBOD： 150350mg/L VSS/SS 0. frO0. 64TKN 4565mg/L含氨110-13

5、0mgN/gVSSTP 2. 5-10. Omg/L含嘩 48-60mg/LVFA 2S173mff/LSVI 18023022賓騷就賣釆用兩只幾何尺寸完全相同的有機璇璃拄迸廳對 比實臉（圖D柱有效障枳均為3. 0L,底部設(shè)有取樣 口*其厭氧、缺氧狀態(tài)采用如圖所示可拆卸攪拌槳攪 樣.電機轉(zhuǎn)速為15-20r/nur.奸臥狀蠱由黴孔冒吒頭 睡汽.1997 Vol. 13 No. 3中國給水排水7| 維普資訊 h ttp:/g中國給水排水1的？ Vol. 13 No. S| 維普資訊 h ttp:/g中國給水排水1的？ Vol. 13 No. S2. 3賓擊步就 KffiMSt#工藝好氧區(qū)末堆取3匚

6、程合液.與31.梅朋很合后一分為二，分別裳入柱l.tt肌柱1初始 k時刻另加入 莎1L恠度為1000t«£N/L的KN5 溶菠， 然啟啟動電機分別進(jìn)人缺報、厭氧攪拌狀態(tài). 攪軸后"向柱2加人4. 5mL上述KNO3溶 離-*后兩柱同時結(jié)束攪拌聯(lián)出按拌槳，井轉(zhuǎn)人 嗓笠扶鑫*因哉，柱1實際是按A2/A1/0方式運行* 柱2按愿停統(tǒng)的A1/A2/0方式運右. 于零時剽起毎隔30min取樣、分折.比較兩柱 的PO廠一P(6thoP和NO?N變址規(guī)律.實笑結(jié) 具口圖 2(b d).2.4水就柑掾與滬析才址各水質(zhì)摑標(biāo)及甘柝方怯詳見表2.39西£02/sw )N空*木

7、棟與泊析方灌水質(zhì)拾際余析方程2COD童省酸鉀迭BOD.VFAOciho-P陽密杭分光光度卷Tp高氯酸泊解后"同上TKN確議消，藕榆溝定怯3結(jié)累與討論ffi 2(«)Tiihfr( min；注 lQctlio-FL /聲柱：聊敵鹽覽底訶水|COD<64m#/L 一2 VFA" <5.5mf/LOrKo F TFWitk/JS2N3 2 i ocwatux左=Qufloo4OD3S 2fbJTimp( mkljffi 2(r)圖2fa'd是在不同季節(jié)利用城市污水進(jìn)行的四 組重復(fù)性對憶冥驗.實驗期間K溫*9耳下旬割匸庁 降楚II耳下旬的污水水質(zhì)也發(fā)生

8、了劇烈變征除 1L冃下旬的低溫窩驗外,柱1的除磷效果總杲明顯好 于柱2.由圖駅胡可卽看到，柱】零時刻抓人硝酸盤，在前 兩亍小時實際上處于缺氧牧態(tài)更硝址、和磷同時進(jìn) 行但和柱畫相比、柱1前兩卞小時的釋磷速車很低，至 30min時粋穂幾乎完全停止.6Qmin后陽著硝酸鹽基豐 耗眾鄲瞬速率迅速增丈.至24&fflin柱內(nèi)Ortho-P蔽 度達(dá)到6.5mg/L,圏電丸點朗酸鹽上升是由于誤撰柞 引起的而柱1的押磷曲線也出現(xiàn)了柑應(yīng)曲變化拄g前兩個小時的秤瞬速率很快.至】和皿5時 Ortho F高達(dá)7. Setl/Lt 120min佶由于硝酸鹽的如 人，蠡磷亀開始吸睛,但由.于缺戦狀態(tài)下微生物以硝険

9、 鹽申的氧為電于受休/TF產(chǎn)率校低.故該階段的噸備 逋率井不高.至1機Ein硝醴鹽耗盡.孤磷也塔本上皆 止.進(jìn)入嗥狀態(tài)后雖單新開始嘅磷.陽因前面缺氧段 致其吸構(gòu)理率大大低于柱1:*H開始時+柱I的Ottho 一P濃度為E 5mff/L比柱2鬲出I. 2mS/L,但是至 4R0minr柱 Z Ortho P 敕度為 L. t'Smg而柱 1 卻僅 0. Imjj/L*兩苦競相趙1。陪。從脫藹麗嚴(yán)兩者均把柱內(nèi)1997 Vol. 13 No. 3中國給水排水硝酸耗全部反硝化但柱1比反硝化速率為1 12mgN/ h gVSS 柱2為2. BDnigN/hgVSS *柱1明駁怏于柱 3,1個冃啟

10、進(jìn)疔實驗*此時污水水質(zhì)有了校大的變 比MOD上升為664mg/L而VFA卻下降為45. Jmg/ L，Onho-P也僅有2kGmg/LP由圖：Hb冋見、污水中 COD快速的降低柱1井未出現(xiàn)釋磷過程.而是經(jīng)過了 一牛叛暫的停頓后直接開始吸磷.同時硝麒鹽反硝比 連率也不高*直至開始曝氣時反應(yīng)器仍存在約 0. 3mg/L的硝酸戰(zhàn)就.吸磷則一直UI漸緩的連率惺持 ? 480mino粧2丙污泥中帶有少誼硝酸鹽開始的釋備 速率不高.待硝魏鹽完全消耗后連率明顯上升*至 120mm反應(yīng)器內(nèi)Ortho-P濃度達(dá)2. 55irg/Lfl進(jìn)人缺 氧狀態(tài)后景磷菌立刻表現(xiàn)為吸磷.速率慝體降低至 4Mmin反應(yīng)蠟束Ort

11、ho亠P為（E 24m新L*相比之下. 顯舀的Ortho-P惓度柱2是柱1的1, 6倍.從脫氟角 SS缺氧段的比反硝化速率柱1為2. 52mgN/h gVSS.fr 2 為 l.SlmgN/h gVSS,圖2"、和圖2（4均是在月底進(jìn)行的實驗*最低 T魁已降至小試基統(tǒng)早屣的水溫只有0.8C、實 驗室內(nèi)水溫為10打IS就時的行水水質(zhì)也有相當(dāng)變 化，進(jìn)水COD為700mg/L左右* VFA至】00m“L以 上、麗Ortho亠P （Z 3. Omg/L左右c從圖25】看出*?7 水中VFA較高，柱1 一開始就表現(xiàn)為釋磷，但由于硝 醸鹽的加入其眸磷速率通低于柱扎90min后易降解 COD般天

12、量消耗.反應(yīng)器中硝酸鹽氮仍在0. 5mg/L VI 上，柱】轉(zhuǎn)為吸磷.與圖/歸不何+柱1在其厭氧階段 并沒有表現(xiàn)出明顯釋隣，逵可能與少量硝醜鹽的存在 及低溫條件卜'微生物活性降低有關(guān).經(jīng)曝氣階段柱1 最后的Ortho亠P濃度為0. 6Rmg/L.柱2酣兩個小時 釋離較快.其至在加入硝酸鹽右的前SOinin仍可觀察 到釋麟現(xiàn)礙*但武吸瞬速率較低，經(jīng)缺氧和奸氧兩階段 最后的Ortho-P按度為1, 02mg/L,比柱】高出丸 ° 同樣*柱1的反硝化速率仍然明顯快于柱肚屋2（d）中，璧內(nèi)施溫僅1GC,COD為773mg/L, VFA高達(dá)173mg/L,十分有利于脫瓠除磷“柱l.t&

13、#163; 2 在】、】詬內(nèi)分別使硝酸盤濃度降為零比反硝化速率 分別為5.43.2. GlmgNAgVSS-和第崗下進(jìn)行的實 驗圖25、相比，前后反硝化遠(yuǎn)率星本相當(dāng)，但是由于低 犯的影呃兩柱的釋融和噴磽速率井沒有因¥FA的大 址存在而有相應(yīng)的鏈斷尢其屋吸磷效果很不理想，柱 1的終點Orrho-P濃度為k 9翻彈仏高出初始濃度 0. 2mg/L.除磷率為負(fù)值f柱2終點Orthop與初始值 相當(dāng)，除磷率為零*該實驗結(jié)皋說明t在字季低渦條件 下睨氮讖生物仍能諜持較高的反硝化速率匚貝耍保證 硝優(yōu)系統(tǒng)就會旦有校好的貶氮能力u但是.低溫時聚 瞬葡的生物活性影響巨丸、在水巫時系統(tǒng)的除磷 能力菇本喪

14、失（從上述討論可以看岀'將常規(guī)生物脫.氮除瞬工藝 系統(tǒng)的厭毀、缺氣環(huán)境倒置.可以明顯改善系統(tǒng)的氟磷 睨除敦案.在倒丸的A2/A1/0方式下腰源問題確實仍 然存在，井造戰(zhàn)聚磷微生物釋磷朮平明顯低于常規(guī)的 A1M2/D方式"但是鍛宅樹氐氧釋碑后直接進(jìn)入生 化敢率較高的好氧環(huán)境，其在厭氧糸件下形成的吸磷 動力得到了更冇效地利用因此可能具有一種饑餓玻 應(yīng)"優(yōu)勢*對常規(guī)脫毎除瞬工藝來說污淀回流比常在iX 5- 1.0左右，內(nèi)命環(huán)比則在氏03.0之間匕與此不同*AW A1/O方式允許參與回流的所有污據(jù)全部經(jīng)歷完整的 釋磷、吸璘過程.故我排放的剩侖污泥含磷更高*系塑 的除磷效杲也

15、更好具有一種-群體牧應(yīng)“優(yōu)勢*缺議段 優(yōu)先得到碳源.故其脫亂能力明顯增強*本實騎條件下 菇比辰硝化遠(yuǎn)率通常可提高40-50% t上述實驗還表明在缺翼段緊磷菌既可U釋磷也 可以吸磷出這取決于微主物此前所處的幵境和污水的 水質(zhì).當(dāng)微主物此前處于妤氧環(huán)境且污水棗有一定的 VFA含量時聚磷菌一般表現(xiàn)為釋磷（如圖2（a）.（O. 啊當(dāng)微生物/t前處于慶耗環(huán)境且污水中VFA含量 不太高時.聲磷菌表現(xiàn)為阪隣（如區(qū)25人（bR$而當(dāng)污 木中VFA舎量持別高時則無論此前環(huán)境如何聚碟菌 一骰都盤先匪現(xiàn)為釋璘.然后再吸磷匚從工程舸度，A2/A1/O方式不僅具有較好的瓠fit 脫除能力*而且采取一定揩施便苴污泥回流和

16、內(nèi)循環(huán) 合井為一個回流系統(tǒng)是完全可能的*這對于開發(fā)簡捷、 高效的生物脫軌除穂工藝來說是十分有利的.4結(jié)論把常規(guī)長統(tǒng)的厭氧.缺氧環(huán)境倒置過來.即以 A2/A1/O方式運行可以得到一更好的脫氮妹磷效果。在 同等條件下與A1/A2/O相出礎(chǔ)水0rtho-P低別 而比反硝化逮率高40-50%（b” A2/A1；O方式的待點在于賀*物厭氧料 磷后直接進(jìn)入曲化效率較高的奸氧環(huán)境其複厭冠條 件F闿成的吸磷動力可以得到更無分利用故在除確 方面可能具有“饑餓效應(yīng)”優(yōu)勢;允許所有參與回流 的污渥全瑯經(jīng)07完整的釋磷、吸璘過程*故在除磷方面 具有“群休效應(yīng)”優(yōu)勢缺氧段位于工藝的首端，允許 反硝化優(yōu)先菽得碳源，故進(jìn)一

17、步加侵了系燒的脫飆能 力|工程上采聯(lián)適當(dāng)摘晡可以將回流污泥和內(nèi)睛環(huán)| 維普資訊 h ttp:/10中國給水排水1997 Vol. 13 No. 3| 維普資訊 h ttp:/10中國給水排水1997 Vol. 13 No. 3濾池氣水反沖洗的數(shù)學(xué)模型張俊罰鄧彩玲卅/妥鼎年| 維普資訊 h ttp:/10中國給水排水1997 Vol. 13 No. 3| 維普資訊 h ttp:/10中國給水排水1997 Vol. 13 No. 3摘 要 通過定量*析*丘沖誨i±髓中時剪切力柞用鈾琨城摩接作用+闡叨無水血沖洸作用楓 軽。同時分析了空彥濾屋中的運動狀悉*建立盍氣沖洗摳學(xué)樓型*弄在賓踐中捋別

18、艦證水施產(chǎn)生的連度梯度汕關(guān)St詢 士些辿連度徉止調(diào)切力.密件用涵匕如龍H1前盲式中伉| 維普資訊 h ttp:/10中國給水排水1997 Vol. 13 No. 3氣水反沖洗是國內(nèi)外水廠廣泛使用的沖洗方法,%-水洗流速、| 維普資訊 h ttp:/10中國給水排水1997 Vol. 13 No. 3它良好的沖洗救果巴鯉被實賤所證明.其種燉機理曾 遍認(rèn)為是空弋促進(jìn)濾料顆程闔的碰攤倉撼作用，但仗 便局限于定性階凰。本文對煤砂駅層曲料濾池吒水歷 沖詵it程的剪切力和磁撞摩擦齊用分別做定意分析， 井推出空氣伸洗最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型*2氣水阪沖洗時的水力勢切作堆由于氣水餛合沖洗容易便取層濾池的煤as料酰 失+實馳采用先弋洗、后水洗的沖撫方式*流休產(chǎn)生的 剪切力可以表示為r=naG 1)式中r剪切力小0與卿切力打向平行的濾料羞面積.n?尸水的動力粘度+M "訂H顯黙+速度禪度能夠反映施加于濾料表面的前切力大 小*水読產(chǎn)生的速度錨度為皿厘沖洗時憶層水買損失一 mU腸脹謔垛脈度,nifi 水的密度,1000kg /mJg重力加速度*乳空汽沖洗產(chǎn)生的連度梯度為式中G)空代沖洗產(chǎn)住的速度梯度WA氣