SBR-SBHBR工艺技术优化污水脱氮除磷.doc

工艺技术优化污水脱氮除磷根据生物除磷脱氮对环境条件的要求构想采用序批式活性污泥反应器与序批复合式生物膜反应器串联工艺并结合活性污泥外循环技术来优化除磷脱氮其工艺流程如图所示级是生物悬浮生长系统采用高负荷低泥龄运行以除磷为主要目的构成系统的除磷级级反应器内填加悬浮填料是生物悬浮与附着复合生长系统通过控制运行条件亚硝酸型硝化反硝化脱氮兼顾同时硝化反硝化的方式脱氮是系统的脱氮级活性污泥外循环系统由厌氧释磷池化学除磷池及相应的循环管线构成采用活性污泥外循环技术可缓解城市污水中碳源不足的矛盾强化级的除磷效果系统的操作过程如图所示整个系统一个周期的操作过程叙述如下级除磷级严格限量曝气方式充水厌氧搅拌释磷曝气摄磷降解沉淀排泥排水对于城市污水有机物浓度一般较低充水时间可尽量短以增大反应器内基质的浓度梯度并在充水的同时进行搅拌起到混合稀释并使聚磷菌充分利用污水中的易降解有机物进行释磷在曝气阶段要注意合理调控曝气时间和泥龄使系统在曝气过程中既达到充分摄磷降解有机物同时又要尽量避免硝化作用发生为防止沉淀阶段发生磷的提前释放问题可在沉淀开始后不长时间相继开始排泥排出的富磷活性污泥数量大于系统产生的剩余活性污泥量直接送入厌氧释磷池最后将除磷后的含氮上清液作为下一级的进水排出反应器活性污泥外循环系统在每一运行周期从系统排出的富磷活性污泥进入厌氧释磷池的同时投加适量原水进行搅拌释磷然后经泥水分离将释磷后污泥的一部分在的好氧阶段回流至反应器以强化的除磷能力另一部分释磷后的污泥相当于级的剩余活性污泥部分在级的反硝化阶段随反硝化碳源一起送入反应器以补充该级的反硝化碳源释磷池中的富磷上清液送化学除磷池进行化学除磷除磷后上清液随的进水一起送入反应器化学污泥排出系统级脱氮级限量曝气方式充水曝气硝化投加原水缺氧搅拌反硝化后曝气沉淀排水排泥充水时间可尽量短并伴随搅拌使反硝化菌能够充分利用进水中剩余的有机物对反应器内剩余的硝态亚硝态氮进行反硝化脱氮在曝气阶段通过合理地控制曝气量把硝化反应控制在亚硝化阶段在缺氧搅拌阶段引入适量原水和相当于级的剩余活性污泥部分的来自于厌氧释磷池的释磷污泥作为碳源进行反硝化脱氮反硝化之后再进行短时间曝气以吹脱附着在污泥上的氮气进一步去除水中剩余的有机物和将水中可能剩余的亚硝态氮氧化至硝态氮减小出水的毒性最后通过沉淀排水排泥过程完成整个工艺一个周期的运行操作新工艺的可行性根据聚磷菌与硝化菌世代时间存在的差异性通过合理控制曝气时间及泥龄将聚磷菌与硝化菌分别控制在两级反应器中优势生长是可行的由于亚硝酸菌对的亲和力较硝酸菌强通过合理控制级的可以达到抑制硝酸菌活性和淘汰硝酸菌的目的从而可将硝化作用控制在亚硝化阶段级生物的复合生长和系统内较低的水平有利于系统内出现缺氧厌氧宏观环境和微环境为同时硝化反硝化创造了条件将部分富磷污泥在系统外经厌氧释磷并储碳后再送回系统好氧吸磷不仅强化了级除磷效果同时也可使级得到相对较多的剩余碳源这对级同时硝化反硝化有利级去除了大部分进水中的有机物消除了原水中较高的有机物浓度对硝化反应的抑制影响以原水作和释磷并储碳后的污泥为反硝化碳源可使系统具有较高的反硝化速率级生物的复合式生长可较有效地避免在较低条件下污泥的膨胀现象所以该工艺将磷氮分别控制在两级反应器中高效去除并同时脱碳在理论和实践上都是可行的新工艺的特点上述两级串联工艺借鉴了工艺的基本思想通过合理的操作过程将除磷与脱氮这两个相互矛盾的生物处理过程分别控制在两个序批式反应器中进行使系统既具有法的灵活性又具有法的高效性该系统与常规除磷脱氮系统相比较具有以下特点和可以根据需要合理确定各自的运行泥龄解决了常规工艺中生物除磷与脱氮之间的泥龄之争进水中的碳源主要用于满足释磷的需要反硝化采用外加原水和外循化污泥作为碳源使进水中的碳源得到了合理的分配解决了释磷与脱氮之间的碳源竞争问题可以根据需要灵活地控制级的曝气时间及泥龄实现最大限度地减少硝化菌在反应器中的生长数量较好地避免了在该级中发生硝化作用从而可消除厌氧区的硝酸盐成分对厌氧释磷的不利影响进水中的大部分有机物和有毒有害物质当进水中含有抑制硝化菌的有毒有害物质时可以在级除磷的同时被降解或吸附防止了高有机负荷对单元硝化反应的冲击和缓解了有毒有害物质对硝化过程的抑制作用同时级中生物的复合式生长和较低的有机物浓度有利于硝化菌的优势生长增加污泥中硝化菌的比例提高硝化反应速率在除磷级采用了活性污泥外循环技术使系统具有工艺的特点对进水的值没有特殊的限制除磷的效果及稳定性优于常规的生物除磷工艺该工艺不仅解决了由于进水碳源不足对除磷效率的影响也有效地解决了常规生物除磷系统处理大量富磷污泥的难题进水中的大部分有机物是在高负荷运行条件下经级去除的级具有很高的硝化速率并控制内的硝化反应进程至亚硝化结束阶段这可有效地减少两级反应器总的曝气量缩短总的反应时间从而可有效地减少系统的运行费用和节省反应器的占地面积和基建费用由于系统的最终出水是经非生物除磷系统级排出的不存在混合液中富磷悬浮颗粒和富磷污泥释磷的影响而且系统中微生物的正常代谢对的需求还可以进一步降低级出水中的含量因此该工艺系统可以容易并且稳定地实现最终出水中达到国家城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级标准磷是以稳定的化学污泥的形式排出处理系统的不存在富磷生物污泥容易引起二次磷污染的问题同时化学污泥是在高浓度溶解磷的厌氧释磷池中通过投加化学药剂生成的这不仅可充分利用浓度效应加快化学沉淀反应过程和提高药剂的利用率并且也可获得较纯的化学污泥以有利于磷资源的回收结语在分析常规生物除磷脱氮工艺缺欠的基础上提出了工艺结合活性污泥外循环技术的生物除磷脱氮运行模式旨在将磷与氮这两个相互矛盾的生物处理过程分别控制在两级反应器中高效去除通过合理地控制操作过程采用该工艺可望解决常规生物除磷脱氮工艺中的泥龄问题生物释磷与反硝化之间的碳源竞争问题和厌氧区的硝酸盐问题等使功能不同的微生物在各自有利的条件下生长从而提高系统除磷脱氮的效果和稳定性该工艺也可望能有效地解决常规生物除磷系统处理大量富磷污泥的难题