溫度對(duì)A2-O系統(tǒng)的影響特征及脫氮除磷強(qiáng)化技術(shù)研究.pdf

1、城鎮(zhèn)污水排放始終是地表水的主要污染源,對(duì)其進(jìn)行有效處理是保護(hù)水環(huán)境的重要措施。在北方寒冷季節(jié),污水處理系統(tǒng)的效能也會(huì)因微生物代謝水平下降而受到顯著影響,主要污染物,尤其是氮磷的達(dá)標(biāo)排放受到嚴(yán)重威脅。為解決北方污水處理設(shè)施在寒冷季節(jié)處理效能低,出水達(dá)標(biāo)保障率大幅下降的問(wèn)題,開發(fā)低溫污水強(qiáng)化處理技術(shù)意義重大。本論文以具有良好脫氮除磷功能的厭氧-缺氧-好氧(A2/O)污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行為基礎(chǔ),對(duì)比了23℃和14℃條件下A2/O系統(tǒng)的處理效能,

2、探討了季節(jié)性水溫變化對(duì)系統(tǒng)處理效能的影響規(guī)律和生物學(xué)機(jī)制,并進(jìn)一步研究了14℃條件下A2/O系統(tǒng)脫氮除磷效能的強(qiáng)化技術(shù),以期為工程技術(shù)的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。
　　A2/O系統(tǒng)在水溫為23℃和14℃條件下的啟動(dòng)運(yùn)行結(jié)果表明,溫度降低顯著延長(zhǎng)了A2/O系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程,且降低了系統(tǒng)的處理效能。在HRT10h、MLSS2800~3000mg/L、好氧池DO2~3mg/L、二沉池污泥回流比50％、硝化液回流比200%和SRT15d的

3、條件下,23℃運(yùn)行的A2/O污水處理系統(tǒng)可在24d內(nèi)啟動(dòng)成功并達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài),而在14℃條件下運(yùn)行的系統(tǒng),其啟動(dòng)過(guò)程則需要28d。當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),23℃和14℃的系統(tǒng)均能保持87%和92%以上的COD和TP去除率,能夠滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的要求。但在14℃條件下,即便通過(guò)污泥回流比和硝化液回流比的優(yōu)化,系統(tǒng)出水NH4+-N和TN仍不能滿足排放要求。對(duì)于北方寒冷季節(jié)的A2/O污

4、水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注對(duì)NH4+-N氧化能力的調(diào)控。
　　溫度的季節(jié)性降低對(duì)A2/O系統(tǒng)的處理效能具有顯著影響。在水溫從23℃階段性降為18℃、14℃和11℃的過(guò)程中,A2/O系統(tǒng)對(duì)污染物的去除效能總體表現(xiàn)為下降趨勢(shì)。但是,即便是在11℃的條件下,系統(tǒng)出水COD和TP仍能滿足GB18918-2002一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。而溫度降低到14℃以下時(shí),系統(tǒng)對(duì)NH4+-N和TN的去除效能明顯下降,甚至無(wú)法達(dá)標(biāo)排放。對(duì)系統(tǒng)活性污泥微生物的檢

5、測(cè)發(fā)現(xiàn),活性污泥微生物群落隨著季節(jié)性溫度變化發(fā)生了演替,在特定溫度下均能檢測(cè)到新的優(yōu)勢(shì)菌群的出現(xiàn)。盡管溫度下降從整體上降低了活性污泥的代謝能力,但新的優(yōu)勢(shì)菌群的出現(xiàn),從一定程度上彌補(bǔ)了活性污泥在低溫條件下代謝能力的不足,使系統(tǒng)在14℃~18℃的較低溫度下仍能表現(xiàn)出良好的污染物去除效能。然而,這一“補(bǔ)償作用”是有一定限度的,當(dāng)水溫降低到14℃以下時(shí),盡管也有新的耐冷菌群出現(xiàn),但系統(tǒng)的整體處理效能仍然受到了很大限制,尤其是增殖緩慢的硝化細(xì)菌

6、和反硝化細(xì)菌,當(dāng)溫度下降時(shí),其代謝能力受到嚴(yán)重影響,造成系統(tǒng)出水NH4+-N和TN無(wú)法達(dá)標(biāo)。
　　馴化培養(yǎng)耐冷功能菌群并以其對(duì)A2/O系統(tǒng)進(jìn)行生物強(qiáng)化,是提高低溫條件下污水處理效能的有效途徑。以3.24%(w/w)的比例向14℃運(yùn)行A2/O系統(tǒng)投加耐冷硝化功能菌群,可使系統(tǒng)的NH4+-N和TN去除率從強(qiáng)化前的65%和59.4%提高到72.8%和67.2%,COD去除率也由88%提高到了91%?？梢?耐冷硝化功能菌群的投加,不僅提高

7、了系統(tǒng)的脫氮效率,同時(shí)也提高了COD去除能力。
　　根據(jù)生物脫氮除磷的基本原理,設(shè)計(jì)出具有厭氧(包括缺氧)和好氧生物相分離功能的雙污泥旁路A2/O改良工藝,中間沉淀池和厭氧釋磷池的增設(shè),顯著提高了A2/O系統(tǒng)的脫氮除磷效能。在HRT10h、中間沉淀池污泥回流比50%、好氧污泥厭氧釋磷12h、厭氧釋磷池污泥回流比控制在75%等優(yōu)化條件下,改良A2/O系統(tǒng)在14℃運(yùn)行時(shí),其出水COD、NH4+-N、TN及TP平均濃度分別為20mg/L