光伏技术处理农村生活污水

北极星环保网来源:绿色节能环保网2016/10/31 9:10:50我要投稿

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图3 TN去除效果

图4 NO3--N变化

两套装置的TN去除效果变化与NH3-N去除效果变化相似，厌氧池和光伏A/O池对TN的平均去除率分别为9.4%和28.7%，厌氧池对TN的去除效果不稳定，也出现了出水高于进水的现象。前期(前100d)，光伏A/O池对TN的平均去除率为24.3%，随后显著上升，平均为41.8%，最高为51.8%。

氨氧化是硝化反应的限速步骤，目前报道的有2大类微生物能实现有氧氨氧化：氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古生菌(AOA)。氨氧化细菌生长最适DO为3～4mg/L，为严格的好氧菌，DO过高或过低都会抑制氨氧化细菌的生长。在大多数污水处理厂中，为实现生物脱氮，好氧单元DO一般大于2mg/L，以保证充分的硝化并维持系统中氨氧化细菌数量的稳定。

氨氧化古生菌发现得较晚。2005年，Knneke等人首次分离出氨氧化古生菌。Park等人首次发现氨氧化古生菌存在于实际污水处理厂生物硝化处理单元中。在这些污水处理厂中，生化池为缺氧环境(DO小于0.2mg/L)以实现同步硝化反硝化。

污水处理池中较常见的硝化细菌为亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)，在最佳生长条件下，其世代周期为8h。光伏曝气系统只在白天天晴时工作，一天中池内DO波动较大，停曝约1h后池内DO即被耗尽，与间歇曝气类似，但由于曝气时间短(晴天≤9h/d)，停曝时间长(≥15h/d)，又具有与常规间歇曝气工艺不同的特征。在停曝阶段，反应池长时间处于(≥14h)缺氧甚至厌氧状态，在此状态下氨氧化细菌生长受到抑制。由图2和图4可以看出，光伏A/O池发生了明显的氨氧化作用，由此推测，在光伏A/O池中可能存在具有高O2亲和力的氨氧化古生菌，能够适应较长时间的缺氧环境同时与异养菌竞争O2，通过氨氧化获得能量，实现增殖。

厌氧池主要通过吸附、沉淀、微生物同化作用等去除污水中的TN。启动成功后，光伏A/O池通过硝化反硝化作用将污水中还原态NH3-N转化成N2，实现脱氮的目的，故其对TN的去除率明显高于厌氧池。

2.2 磷去除效果

中试装置进出水磷的变化如图5和图6所示。在整个运行期内，厌氧池和光伏A/O池对SRP的平均去除率分别为46.0%和66.3%，对TP的平均去除率为39.3%和66.2%。

图5SRP去除效果

图6TP去除效果

在整个运行期内，两套装置均未排泥，故生物聚磷对磷去除贡献很小，推测其主要除磷机理为Fe(Ⅲ)氢氧化物和非晶态亚铁化合物的吸附作用，因为运行过程中镀锌铁皮表面被腐蚀。在厌氧池内，腐蚀溶出的Fe一部分与S2-结合生成黑色FeS沉淀(出水变黑)，一部分形成凝胶状的具有较大表面积的非晶态亚铁化合物，此类化合物具有较高的磷吸附量和较低的结合能，通过吸附去除溶解性磷(厌氧池SRP的去除率高于TP的去除率)。在光伏A/O池内，溶出的Fe在曝气阶段形成Fe(OH)3和FeO(OH)等氢氧化物，在停曝阶段，部分Fe(OH)3和FeO(OH)可能被还原成非晶态亚铁化合物，但不会将硫酸盐还原成S2-与亚铁形成FeS沉淀(出水清亮)。Fe(OH)3和FeO(OH)等氢氧化物比非晶态亚铁化合物比表面积小，但与磷结合得更牢固，同时在光伏A/O池内不存在S2-与SRP竞争，因此光伏A/O池对磷的去除率比厌氧池高。