改良UCT分段进水工艺处理生活污水性能优化研究

更新时间：2014-02-18 09:47 来源：环境科学作者: 阅读：2133

摘要：在某大型污水处理厂采用中试规模的改良UCT分段进水脱氮除磷工艺处理低COD/N生活污水，重点研究了流量分配比和原水营养元素比（COD/N、COD/P和TN/P）对工艺脱氮除磷性能的影响，目的是分析探索工艺对有机物和氮磷去除机制和污泥特性。连续运行试验表明，该工艺取得稳定高效的去除性能。在进水COD负荷为0.79～0.93kg/(m3·d)，4种流量分配比条件下，平均出水COD浓度和去除率分别为（43.7±8.35）mg/L和（83.8±3.86）%，且厌氧区和缺氧区对COD的去除贡献高达60.2%～76.2%。进水流量分配为40%∶30%∶30%时可获得88.2%的总氮去除率，其中通过好氧同步硝化反硝化去除的占32.8%，出水氨氮（NH+4-N）和总氮（TN）为（0.21±0.20）mg/L和（7.90±1.27）mg/L.约占32.6%～39.5%的反硝化聚磷菌对系统实现高达97.2%的磷去除率有着重要作用。氮去除率与原水COD/N在4.64～7.41范围内呈线性正比关系（R2=0.96），磷去除率分别随原水COD/P和TN/P在35.0～92.5和6.24～12.5范围内增加而增加（R2=0.87和R2=0.89）。系统平均SVI值为（82.6±4.99）mL/g，污泥沉降性能良好。

关键词：分段进水，进水流量分配，脱氮除磷，同步硝化反硝化，反硝化除磷，UCT

污水排入自然水体之前，必须将有机物和营养元素（尤其氮磷）去除。与物理-化学处理方法相比，生物法在脱氮除磷效率和能耗费用方面具有明显优势。目前，较为常用的生物活性污泥法工艺主要有前置反硝化工艺（A/O），厌氧/缺氧/好氧工艺（A/A/O）和开普敦工艺（UCT）等。针对碳源充足或碳氮比（COD/N）较高的污水，这些工艺表现出良好的脱氮除磷性能。但是，对于低COD/N水质，传统工艺往往不能满足国家城镇污水排放标准的要求，因而许多污水处理厂面临升级改造的问题。另外已建污水处理厂提高脱氮除磷效率，改善出水水质有以下3种措施:1、优化现有工艺运行条件，提高自动控制水平；2、耦合生物脱氮除磷新技术l；3、变革现有处理工艺。前2种方法相对经济有效，多被现有污水厂升级改造工程中接受采纳。

分段进水A/O工艺是一种在传统A/O工艺基础上优化进水方式和提高有机碳源利用率的高效生物脱氮除磷工艺，许多学者研究了二段、三段和四段式分段进水工艺性能和特性，均表明该工艺在无需或少投加外碳源的条件下就可以获得较高的脱氮除磷效果。然而，绝大多数研究采用人工配水为处理对象，而且仅关注工艺的脱氮性能。为了提高分段进水工艺实际应用价值和同步高效脱氮除磷效率，本课题组提出一种新型分段进水深度脱氮除磷工艺。该工艺集UCT工艺和分段进水工艺优势于一体，无需硝化液内回流设施，污泥沉降性好，污泥浓度高，原水碳源利用率高等，尤其适用于处理低COD/N城市生活污水。

本研究试图以北京市某污水处理厂的生活污水为处理对象，优化改良UCT分段进水工艺运行条件，探索工艺的脱氮除磷性能和各污染物去除机制。

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