氧化沟不同曝气模式对氮磷去除性能的优化与比较
摘要：采用轮流搅拌-曝气SBR系统模拟氧化沟的运行方式,探讨分点曝气和分段曝气对氮磷的去除效果。结果表明,在供气量相同的条件下,分点曝气系统溶氧效率高,一个循环的好氧区比分段曝气系统长,但是分段曝气溶解氧(DO)的有效利用率(用于除氮除磷)高,二者硝化能力相当,氨氮(NH4+-N)去除率分别为96.68%和97.03%,硝化菌活性(以NH4+-N/MLVSS计)分别为4.65和4.66mg·(g·h)-1。在缺氧区和好氧区比例皆为1时,分点曝气在2、4、7个分区时总氮(TN)去除率分别为60.14%、47.93%和33.7%；总磷(TP)去除率分别为28.96%、23.75%和24.31%,即分区越少,对TN和TP的去除皆有利,但是更利于TN的去除；而分段曝气只有1个分区,其TN和TP的去除率分别为64.21%和49.09%,分段曝气对氮磷的去除效果优于分点曝气,但对提高TP的去除率更有利。对于分段曝气,在满足硝化效果的前提下,增大缺氧区与好氧区的比例,氮磷的去除效率增加。当缺氧区与好氧区的比例由1∶1增大至1.8∶1,其TN和TP的去除率分别提高到73.94%和54.18%。继续增加缺氧区的比例,将影响硝化和运行的稳定,从而影响氮磷的去除效果。
关键词：氧化沟，分点曝气，分段曝气，分区，氮，磷
氧化沟是一种重要的活性污泥法，具有操作管理方便、基建投资小和运行能耗低等优点，在国内外深受欢迎并得到广泛应用和发展。氧化沟的主要特点是曝气池呈封闭的沟渠形及溶解氧的不均匀分布，泥水混合液在池内不断循环流动，反复经历好氧、缺氧区，为生物脱氮除磷提供优良的环境条件，具有较好的生物脱氮除磷功能。随着环境保护力度的加大及环境质量标准的日益提高，高排放标准对污水处理工艺提出更高的要求，氧化沟作为当前污水处理的主流工艺之一，面临着新的挑战。在新形势下，如何提高氧化沟的脱氮除磷效果将是一个新的研究课题。根据生物脱氮除磷理论及氧化沟的特点，在氧化沟中曝气设备的选型及分布即不同的曝气方式对其运行效果有重要影响，曝气方式不同，氧化沟中的缺氧-好氧（A/O）分区不一样，导致氮、磷及有机物去除效率和途径有很大差别。合理的分区是提高其脱氮除磷效果的关键，也是充分发挥氧化沟独特优势的重要条件。
大量的工程实践表明，按照现有的排放标准，在合理的设计负荷和运行条件下，大多数氧化沟对城镇污水处理皆可达到排放要求。因此，通常情况下对氧化沟的A/O分区没有引起足够重视。但是实际运行的氧化沟并非皆具有很好的脱氮效果，有些氧化沟的脱氮效率并不高，甚至不具有脱氮效果，主要原因就是由于分区不合理导致其供氧不足或曝气过量，这2种情况皆对脱氮除磷产生不利影响。为了提高氧化沟处理效率，目前采取的主要措施是在传统氧化沟前增设厌氧池和缺氧池，进一步增强其脱氮除磷效果。关于改善和提高氧化沟处理效果的研究也主要集中于氧化沟流态、发展变型及曝气设备的改进等方面，对于氧化沟的分区研究目前还鲜有报道。氧化沟的分区与曝气设备的设置及曝气方式密切相关，为了充分发挥氧化沟的优势，提高氧化沟的处理效率，本课题组针对氧化沟的曝气方式，结合A/O工艺的运行特点，研究氧化沟不同曝气模式对脱氮除磷的影响，优化分区，以期为氧化沟的运行设计及升级改造提供理论依据。
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