两段SBR双污泥系统的短程硝化/反硝化除磷研究
摘要: 针对传统脱氮除磷工艺存在的占地面积大、运行成本高等问题,将短程硝化与反硝 化除磷工艺相结合而构建了两段SBR双污泥短程硝化反硝化除磷工艺。在成功启动短程硝化反 应器后,亚硝酸盐氮的积累率达到94.23% ,系统对氨氮的平均去除率>95% ;在以亚硝酸盐氮为 电子受体的反硝化除磷菌培养驯化阶段,吸磷率达到了64.44% ,同时NO2- —N由17.79 mg/L降 低为0.05 nqtg/L,电子受体被完全消耗,基本达到了以NO2- —N为电子受体进行反硝化聚磷茵富集 的目的。在此基础上,考察了N/P值对系统脱氮除磷效果的影响。结果表明,当N/P为3.0、2.2、 1.7时对COD和氨氮的去除效果均较好,对COD的去除率分别为90% 、89% 、90% ,对氨氮的去除 率分别为96% 、95% 和96.7% ;当N/P为3.0和2.2时除磷效果良好,平均去除率分别达到了 88.5%和91% ;而当N/P为1.7时除磷效果明显下降,仅为75.6% 。
关键词: 短程硝化; 反硝化除磷; N/P值; SBR
针对我国水体污染问题日益严重的现状,如何 更好地解决传统脱氮除磷工艺中存在的弊端,提高 脱氮除磷效率,发展高效、节能且符合我国国情的污 水处理工艺,是目前及今后污水脱氮除磷技术研究 的热点。
短程硝化脱氮工艺是近年来开发的一种新型生 物脱氮工艺,和传统的生物脱氮工艺相比,它具有供 氧量低、反硝化碳源省、污泥生成量少、反应时问短 等优点。反硝化除磷技术集反硝化与除磷过程 为一体,利用反硝化除磷菌(DPB)通过“一碳两用” 方式同步实现反硝化脱氮和吸磷作用,具有碳源 省、能耗低,剩余污泥少等优点 。Meinhold等的研究表明,NO2- —N在较低浓度(4~5 mg/L)下 可以作为电子受体,在较高浓度(8 mg/L)时会对缺 氧吸磷产生抑制作用,浓度过高(10 mg/L)时则反 硝化除磷菌不仅不吸磷,还会释磷并影响PAO的活 性。Lee等‘ 用厌氧/缺氧/好氧方式驯化污泥,可 以接受的NO2- —N水平为10 mg/L。Hu等 比较 了3种电子受体(O 、NO3- —N、NO2- —N)的反硝化 除磷效果,发现利用亚硝酸盐氮作为电子受体进行 脱氮除磷的运行周期短、吸磷和放磷速度快。因而, 以NO2- —N作为电子受体的反硝化除磷研究成为 污水生物除磷领域的热点。
笔者通过对短程硝化系统和以亚硝酸盐氮为电 子受体的反硝化除磷体系的启动,建立两段SBR双 污泥短程硝化反硝化脱氮除磷工艺,解决了各菌种 之间存在的污泥龄和需氧条件的矛盾,并在系统稳 定运行期间考察了N/P值对其脱氮除磷效果的影响。
1 材料与方法
2 结果与讨论
………………
3 结论
① 对于SBR I,通过控制温度为(31±1)℃ , 培养50 d后完成了短程硝化工艺的启动,亚硝酸盐 氮的积累率达到94.23% 。该系统对COD的去除 率稳定在88.9% ~91.1% ,对氨氮的平均去除率> 95% ,获得了稳定的短程硝化污泥。
② 对于SBR 1I,通过采用厌氧/缺氧的运行方 式,并在缺氧段投加亚硝酸盐氮,经过约100 d的培 养驯化成功实现了以NO2-一N为电子受体的反硝 化除磷。缺氧段的吸磷率>64.44% ,导致吸磷率不 高的主要原因是电子受体数量不足。
③ SBR双污泥系统对不同N/P值的污水均 有良好的COD和氨氮去除效果,3种N/P值下的 COD去除率分别为90% 、89% 、90% ,对氨氮的去除 率分别为96% 、95% 和96.7% 。当进水N/P为3.0 和2.2时除磷率分别为88.5%和91% ;而当N/P为 1.7时,除磷率仅为74.1% ~77.6%,除磷效果明显 降低。这主要是由于反硝化除磷的电子受体不足所 致。因此,为保证两段SBR双污泥系统具有较好、 稳定的脱氮除磷效果,应使进水N/P>2.2。
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