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污水处理厂深度脱氮优化技术

发布时间:2020-12-16 11:02:38  中国污水处理工程网

  在城市污水处理规模发展的过程中,城市污水的高效脱氮成为技术瓶颈,由于城市污水中的水质复杂,对综合污水处理厂的脱氮产生极大威胁,原有的A2/O工艺尚未充分发挥其脱氮的潜力,要充分认识A2O+A/O运行中的脱氮问题和潜力空间,重点探讨综合污水处理厂深度脱氮运行的优化,较好地提升深度脱氮的效果。

  一、综合污水处理厂水解酸化作用及对碳源的影响

  综合污水处理厂主要利用水解酸化技术进行污水预处理,通过酸化阶段和产乙酸阶段的厌氧生物处理过程,可以将不溶性有机物水解为溶解性有机物,使大分子降解有机物转化为挥发性脂肪酸、乙酸、碳酸,提高污水的B/C比,成为脱氮反应中的有效碳源,提高综合污水的脱氮效果。

  1.1实验方法

  综合污水处理厂的污水通过粗细格栅、沉砂的预处理,进入水解酸化池进行预处理,再进入生化单元进行处理,通过脉冲布水的高压方式,使厌氧污泥悬浮于水解生化池的中间层,与污水产生水解酸化反应。样品采集和水质检测主要包括:常规水质检测、水质组分GC-MS分析、高通量测序分析等。

  1.2结果讨论

  综合污水的化学需氧量(ChemicalOxygenDemand,COD)浓度高、有机组分复杂,含有不易生物降解的苯类、脂类、棕榈酸等产物,后续的生物处理和反硝化脱氮难度较大。为此采用水解酸化技术实现对难降解有机物的降解,提高综合污水的可生化性和增加可利用碳源,通过水解酸化后的污水有机组分出现较大的改变,明显降低综合污水中的复杂有机物,如:Octathiocane由27.78%降至13.64%;芥酸酰胺由13.96%降至10.50%,明显提高综合污水的B/C比。在实际工艺运行中要充分考虑季节和水质特征的因素,进行水解酸化运行的优化控制:(1)旱季进水浓度较高时,可以明显提高综合污水的B/C比,为后续脱氮提供可利用碳源。(2)雨季进水浓度较低时,综合污水不进入水解酸化池,而直接进入生物处理单元,避免水解酸化对可利用碳源的削减影响,提高后续反硝化脱氮效果。

  二、综合污水处理厂的脱氮改良工艺及优化策略分析

  面对当前综合污水处理厂提标改造的趋势,可以基于A2/O工艺开发A2/O+A/O的双缺氧强化脱氮工艺,新增前置缺氧区(ANA)和后缺氧区(POAN),改变单一回流硝化液脱氮的方式,实现污水/污泥的反硝化脱氮,并在进水处设置多点配水分配碳源,对不同缺氧单元进行配水,在硝化液回流点也设置了多点回流,将缺氧区(AN)设置为三段独立单元,并在好氧单元的首尾处添加两个兼氧区,能够延长反硝化区的停留时间,灵活控制硝化液的DO,最大限度发挥生物处理功能。

  2.1实验方法

  综合污水处理厂的强化脱氮工艺采用改良型A2/O+A/O的双缺氧强化脱氮工艺,包括6个单元,即:前缺氧区(PRAN)、厌氧区(ANA)、缺氧区(AN)、好氧区(AE)、后缺氧区(POAN)、后好氧区(POA),由PRAN区实现回流污泥的反硝化,由POAN区和POA区实现对未能回流的硝化液的反硝化脱氮,并由后缺氧单元中的碳源投加系统补充反硝化碳源。生化处理单元的设计总停留时间为25.5h,前缺氧区(PRAN)、厌氧区(ANA)、缺氧区(AN)、好氧区(AE)、后缺氧区(POAN)、后好氧区(POA)的停留时间分别为:1.0h,1.5h,5.6h,11h,1.8h,0.6h。

  2.2结果讨论

  综合污水处理厂强化脱氮工艺对COD、TP具有良好且稳定的处理效果,平均出水的COD质量浓度为35.30mg/L,平均出水的TP质量浓度为0.17mg/L,具有良好的稳定性,有利于后续的生化好氧降解作用。同时,该工艺对于NH4+-N的处理效果较好,能够产生彻底且相对稳定的硝化反应,使NH4+-N的平均去除率达到99%,完全被硝化为NO3-N,这主要是由于污水在好氧区(AE)的停留时间较长,好氧泥龄达到11d,因而使硝化反应彻底且稳定,为后续的反硝化过程提供良好的反应条件。

  2.3深度脱氮优化控制策略

  深度脱氮优化控制策略

  (1)硝化过程控制。要将综合污水处理厂的出水NH4+-N质量浓度控制在1mg/L以内,确保硝化反应的完全。

  (2)反硝化过程控制。要重点控制反硝化过程的回流比、AN出水NO3-N质量浓度、POAN对NO3-N的去除量等关键因子,一般来说,回流比应当控制在230%~450%;AN出水NO3-N质量浓度应当控制在1mg/L以内;POAN对NO3-N的去除量为3mg/L,可以较好地满足脱氮的要求。为了充分发挥改良工艺的灵活运行效果,可以适当调整曝气量,控制DO,调节兼氧区运行方式,控制进水量,进行进水分配比例的适当调整,并改变多点回流并投加碳源,提高污水脱氮的效率和稳定性。

  三、结语

  综合污水处理厂深度脱氮运行采用A2/O+A/O的双缺氧强化脱氮工艺,能够提高深度脱氮运行效率和稳定性,使出水TN达到1.06~5.80mg/L,平均去除率达到89.1%。后续还要加强控制混合营养型反硝化反应条件,提高自养反硝化效率和TN去除率,深入研究工艺优化与微生物之间的作用关系,进行特定微生物菌群的微观调控。(来源:云南杰迈生态环境工程有限公司)

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