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碳源和污泥龄对A2O工艺脱氮除磷的影响

北极星水处理网  来源:《基层建设》  作者:张晨  2019/7/22 13:12:15  我要投稿  

北极星水处理网讯:摘要:碳源和污泥龄是影响污水脱氮除磷效果的2个重要因素。以实际生活污水为处理对象,进行不同的C/N和污泥龄(SRT)对A2O工艺脱氮除磷的影响研究,结果表明,1、碳源类型对TN去除率影响不大,对TP去除率影响较大;2、在活性污泥中进水C/N宜为4.6~6.8;3、污泥龄为12d脱氮除磷效果最好。

关键词:A2/O工艺;脱氮除磷;污泥龄

0.引言

A2/O工艺是一种高效脱氮除磷的污水处理工艺,是目前被应用最广泛的脱氮除磷工艺之一。然而其运行过程存在聚磷菌、硝化菌和反硝化菌在碳源需求和污泥龄的矛盾和竞争,很难在同一系统中同时高效去除氮和磷。本文主要分析污泥龄和碳源对A2/O工艺脱氮除磷的影响,同时综述了如何控制碳源和污泥龄使脱氮除磷达到最佳效果。

1. 碳源的影响

1.1不同碳源

早期Jun等[1]的研究证明,采用不同的碳源,厌氧段有机物消耗和放磷的摩尔比不同,较高的有机物负荷会对厌氧放磷造成抑制。图1为分别采用乙酸和丙酸作为碳源时TN的变化情况[3]。在进水COD相同的情况下,反应过程中TN含量变化不大,丙酸做为碳源相比乙酸做为碳源时的TN去除率稍大些。

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图1 TN的变化情况

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 图2 TP的变化情况

图2为分别采用乙酸和丙酸作为碳源时TP的变化情况[3]。在进水COD相同的情况下,反应过程中TP含量变化较大,丙酸做为碳源相比乙酸做为碳源时的TP去除率较大。

1.2 C/N

污水的C/N 是影响A2O工艺脱氮除磷效果的重要因素。活性污泥中硝化菌的比例与污水的C/N值有关,这是因为活性污泥系统中异养菌与硝化菌产率不同、以及在活性污泥系统中异养菌与硝化菌竞争底物和溶解氧,使硝化菌的生长受到抑制。采用A2O 反应器处理实际污水时,原水的C/N 越低,反硝化除磷占总除磷的比例越高,但是过低的C/N会导致TN 去除率低下[4]图3为进水C/N为3.3、4.6、6.8和9.5时TN的变化情况[5]。当C/N小于6.8时,随着进水C/N增加TN的去除率在增加,当C/N大于6.8时,随着进水C/N增加TN的去除率在减少。结果表明, 厌氧条件下,反硝化菌会利用水中碳源进行反硝化,当C/N较低时,由于缺氧反硝化位于厌氧释磷之后,反硝化效果受到碳源有机物的限制,当C/N增加时这一情况得到改善,TN的去除率不断增加,当C/N等于9.5时,由于好氧段存在大量的有机物,影响氨氮的氧化,造成TN去除率迅速减少。

图3 TN的变化情况

 图4 PO43-的变化情况

图4为进水C/N为3.3、4.6、6.8和9.5时磷的变化情况[4]。随着进水C/N增加磷的去除率在减少,当C/N增加到9.5时,磷的去除率迅速减少。结果表明,较低的C/N 有利于磷的去除,当C/N等于9.5时,好氧段由于有机物的存在造成好氧异养菌与聚磷菌竞争溶解氧,影响聚磷菌的聚磷。

2.污泥龄的影响

污泥龄对A2/O工艺影响十分显著。由于硝化菌比增长速率低,世代期长,因此为使活性污泥系统得到良好的硝化效果,就必须有较长的泥龄。而除磷主要是通过排放含高磷剩余污泥而实现的,因此聚磷菌要求较短污泥龄。许多研究报道[5],当控制SRT在8~15d时,脱氮除磷可得到较好的效果。

表1是氮、磷在不同 SRT工况下的试验结果[6]。由表1可见, TN去除率随着SRT的增加TN去除率在不断增加; SRT分别为8、10、12d时TP的出水浓度均低于1.0mg/L,但当SRT为15d时出水磷浓度较高,出水浓度均为2.2mg/L。因此SRT为12d时脱氮除磷效率最好。

表1 不同SRT下污染物的去除效果(徐伟锋等,2007)

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A2O工艺除磷本质是反硝化除磷菌(DNPAOs)在缺氧区的吸磷和聚磷菌(PAOs)在好氧区的吸磷的过程。图2位DNPAOs和PAOs在不同SRT下利用单位PHB的吸磷量,PAOs在好氧区吸磷量随着SRT的增加几乎不变,而DNPAOs在缺氧区吸磷随着SRT的增加先增大以后基本不变。这是因为短SRT时,厌氧区内除磷菌不能完全吸收污水中的有机物,有机物进入缺氧区就会抑制 DNPAOs对细胞内的PHB的利用影响吸磷。SRT为12时DNPAOs利用PHB量最大,吸磷效果最好,但会影响进入好氧区PHB的含量,降低PAOs的吸磷量。

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图5 污泥龄与单位PHAs的吸磷的关系

3. 总结

A2/O工艺脱氮和除磷功能在污泥龄和碳源存在矛盾和竞争关系[7],很难在同一系统中同时高效去除氮和磷;通过本文论述,A2/O工艺进水C/N为4.6~6.8和污泥龄为12d脱氮除磷效果最好。

原标题:碳源和污泥龄对A2O工艺脱氮除磷的影响

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