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污水处理三级AO耦合工艺低温脱氮

摘要:污水处理三级AO耦合工艺低温脱氮,我国北方冬季气温普遍较低,冬季城市污水平均温度在10℃左右,尤其是我国部分新建城区,有机物含量低且水质水量变化大,对后续处理系统产

  在我国北方地区冬天平均气温广泛较低,冬天生活污水平均气温在10℃上下,尤其是在我国一部分新创建市区,有机化合物成分低且水体水流量转变大,对事后解决系统软件造成不好危害。选用曝气生物滤池对超低温废水开展解决,其微生物菌种吸咐工作能力、地基沉降特性、生长发育速度和新陈代谢工作能力均会受很大危害,废水处理效率明显减少。另外超低温自然环境对机器设备有危害,会导致华北地区污水处理站提升 供暖成本费,提升另加氮源(C源)和有机化学除磷药物的使用量,从而提升了污水处理站运作成本费。

  超低温生活污水加强微生物解决可依据硝化菌生长发育特点管控运作主要参数,提升DO浓度值和增加污泥龄。污泥龄在20d时,可降低超低温(15℃)的不好危害,并平稳生物固氮。根据加药组合填料,在超低温下(7~10℃),以活性碳做为填充料的水解酸化池斜板沉淀池对超低温污水中高锰酸盐指数的除去工作能力更强。运用开发设计的嗜冷菌种将其打疫苗在管式反应器中,试验数据显示高锰酸盐指数除去实际效果优良。对A2/O-MBR废水处理系统软件开展了科学研究,发觉超低温下A2/O-MBR系统软件的硝化反应速度高过一般A2/O加工工艺。按段渗水多级别AO工艺根据有效分派原水里有机化合物,为了确保水解酸化池需要C源,不用硝化反应液流回就可以完成脱氮作用。按段渗水多级别AO工艺具备脱氮高效率、污泥沉降比高、节约资源等特性。近些年按段渗水多级别A/O加工工艺的科学研究持续加重,多级别A/O加工工艺在大城市污水处理站的更新改造和新建项目中早已获得普遍的运用,研究表明:选用JASSFR加工工艺对TN和TP的污泥负荷可做到81.4%和86.1%。在做到理想化TN污泥负荷的另外(超过97%),为微生物除磷造就了优良的厌氧发酵标准,磷的污泥负荷超过98%。

  颠沛生物化学技术性是造成于近年来内的一种有机化学废水治理新技术应用。填充料为表层历经独特解决的结合体(颠沛球)。废水在流动性中存有着圆球外水流量快,球身体水流量慢的情况,废水中悬浮物集中化在水流量慢的地区造成颠沛状况。历经一次次颠沛功效,使废水中的固态物和有机化合物胶体溶液与水分离出来。再融合生物化学溶解,组成了颠沛生物化学技术性。

  本科学研究以具体污水处理站冬天软件环境标准为参照,运用按段渗水三级A/O活性污泥法藕合颠沛生物化学技术性,完成超低温生活污水平稳高效率除去空气污染物。深入探讨加工工艺的超低温废水整体除去高效率,剖析各隔房间内空气污染物浓度值及转移转换规律性。另外调查加工工艺氧气不足水解酸化池及好氧硝化反应速度,分析超低温标准下多级别AO藕合颠沛生物化学加工工艺空气污染物除去原理。

  一、原材料与方式

  实验选用按段渗水三级A/O管式反应器(图1),该设备污泥浓缩池与活性污泥容积之比3:4,且各个污泥浓缩池、活性污泥沿池长方位各自设成AX1/AX2/OX1/OX2(A意味着氧气不足隔室、O意味着好氧隔室、X意味着等比级数),氧气不足、活性污泥底端隔板设立过电流孔连接。管式反应器由有机玻璃板做成,总容量为144L,合理容量为126L。二沉池为竖流沉砂池,管理中心管渗水、上端溢流堰排水管道,淤泥从底端排尽管按时排污。选用4台隔膜泵各自运输源水至各个污泥浓缩池AX1与淤泥流回,水解酸化池区选用打气泵为系统软件好氧隔室气路,根据空气流量计操纵水解酸化池量。6台电动搅拌机对氧气不足区开展拌和。

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  1.1 运作操纵计划方案

  试验在超低温操纵房间内开展,操纵离心风机的起停溫度各自为9.5~12℃,评测温度为(10±0.5)℃,HRT为8h,进出水量比例为3:2:1,污泥回流比操纵在50%。渗水选用3台隔膜泵开展操纵,各个均独立操纵,每级渗水进到各个的第一个氧气不足区。淤泥流回至第一级氧气不足段。

  1.2 实验淤泥及水体

  本实验科学研究选用的打疫苗活性污泥法源自哈尔滨市某污水处理站,打疫苗前期污泥沉降比为5000Mg/L上下。

  实验源水为仿真模拟生活污水,配水应用的药物为可溶性淀粉、牛肉膏、蛋白胨、乙酸钠(CH3COONa)、氯铵(NH5Cl)、硝酸钾(KNO3)、磷酸二氢钾(KH2PO4)、碳酸氢纳(NaHCO3)、氢氧化钠溶液(NaOH),药物纯净度均为分析纯。运作期内配水详尽水体主要参数见表1,C/N值转变范畴为5.69~8.68,均值为6.85,实验源水配备全过程在控温屋子开展,温度维持在(10±1)℃。

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  1.3 检验新项目及方式

  研究过程中水体和淤泥的检验均参考水和污水检测方式第四版我国标法开展,具体做法如表2所显示。

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  细胞外基质污泥沉降比检验:管式反应器内颠沛球填充料上细胞外基质污泥沉降比的测量选用酸处理法。秤重风干后颠沛球填充料品质为M1。运用超声波过柱法将填充料上细胞外基质脱离,风干称重为M2。用M1减掉M2并除于填充料的总数即是单独海棉或KaldnesK3型填充料上的膜土壤含水量。并为此来测算每一个地区的总土壤含水量,除于地区的合理容积,获得各隔室的细胞外基质污泥沉降比。

  好氧硝化反应速度测量:取管式反应器中好氧隔房间内颠沛球填充料及淤泥溶液,添加NH5Cl水溶液,配置原始ρ(NH4 -N)为18~25mg/L上下,搅拌均匀后打开水解酸化池机器设备。抽样测量NH4 -N浓度值。测算NH4 -N削减量b,依据测出的NH4 -N浓度值与抽样時间t的关联,绘制回归曲线,并求出比硝化反应速度:

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  氧气不足水解酸化池速度测定法:取多级别A/O氧气不足区的污泥溶液,添加一定量的硝酸钾(KNO3)和pe基硫脲(ATU,抑止亚硝化菌的特异性,进而抑止活性污泥法的重氮化反应),操纵溶液中的NO3–N原始浓度值在50mg/L上下,反映温控在10℃上下。测量溶液中NO3–N的浓度值,获得NO3–N浓度值随時间的转变曲线图,运用曲线图的切线斜率r和测量的溶液MLVSS值,由式NUR=r/MLVSS就可以求取水解酸化池速度(mg/(g•h))。

  二、結果与探讨

  2.1 管式反应器内DO与pH值转变状况

  系统软件运作平稳后,设备内DO及pH值转变状况见图2,3级活性污泥DO均值浓度值各自为1.05,3.23,3.75mg/L,后二级活性污泥DO浓度值较高,氧气不足区DO浓度值均小于0.05mg/L,做到氧气不足水解酸化池脱氮规定,DO操纵优良是该系统软件高效率脱氮的确保。系统软件各隔房间内pH值保持在7.0上下,系统软件运作情况优良。

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  2.2 管式反应器内活性污泥法及细胞外基质污泥沉降比

  管式反应器内飘浮活性污泥法浓度值和细胞外基质污泥沉降比如图所示3所显示:按段渗水多级别A/O系统软件三级均值污泥沉降比各自为6400,5400,4600Mg/L,流回污泥沉降比11200Mg/L,活性污泥法浓度梯度遍布显著,合乎多级别A/O加工工艺特性,活性污泥法浓度值较高,说明管式反应器内微生物菌种总数大,高污泥沉降比有益于提升 超低温废水处理高效率,减弱超低温废水处理微生物菌种特异性低、基础代谢迟缓等不好危害。

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  管式反应器内细胞外基质污泥沉降比400~800Mg/L中间,沿流水方位慢慢上升,这与飘浮活性污泥法浓度值慢慢减少的规律性反过来,缘故为混合器中接触抑制各相飘浮相微生物菌种间相互之间竞争关系,在同一系统软件中,活性污泥法浓度值与细胞外基质污泥沉降比趋势分析反过来。图上氧气不足段细胞外基质污泥沉降比高过好氧段,缘故为氧气不足段选用机械搅拌的方法,对填充料表层细胞外基质的振动功效较差,而好氧区水解酸化池对细胞外基质的冲击性及其流水剪切应力的功效,使细胞外基质更非常容易掉下来,故好氧段细胞外基质污泥沉降比较氧气不足段小。

  2.3 空气污染物除去高效率

  2.3.1 COD的除去

  COD的除去状况如图4所显示,在近200d的运作時间内,均值渗水COD为200mg/L,出水出水COD保持在50mg/L下列,均值COD除去高效率做到90%,说明系统软件对于超低温废水中有机化合物的除去具备不错的实际效果。

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  2.3.2 NH4 -N与TN的除去

  NH4 -N及TN的除去如图所示5所显示,均值渗水NH4 -N浓度值为15mg/L,运作前期系统软件出水出水NH4 -N浓度值较高,运作15d后慢慢平稳,平稳环节出水出水NH4 -N浓度值在0.5mg/L上下,系统软件NH4 -N除去高效率较高,做到90%之上。超低温下系统软件NH4 -N除去高效率较高的缘故关键为,加药颠沛球填充料有利于系统软件中长款泥龄微生物菌种(硝化菌等)在填充料表层聚集,水质稳定剂同长泥龄微生物菌种量的提升,填补超低温自然环境产生的生物活性降低等不利条件,为了确保较高的硝化反应高效率。渗水TN均值浓度值为30mg/L,TN除去高效率展现先降低后升高的发展趋势,运作166d后做到平稳,出水出水TN浓度值保持在4mg/L下列,除去高效率做到80%。剖析缘故,运作前期反水质稳定剂受超低温危害,升值迟缓,系统软件内反水质稳定剂总数不够,特异性较低,伴随着运作時间增加,反水质稳定剂慢慢适应能力,做到一定总数累积后,刚开始显出水解酸化池特性。

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  2.3.4 TP的除去

  多级别A/O加工工艺关键根据排出来剩下淤泥来完成,即微生物菌种同化作用从水里摄入磷生成有机化合物并存储动能,根据按时排出来沉砂池内的剩下淤泥,完成水里磷的除去。如图所示6所显示,渗水磷浓度值均值为4mg/L,运作前期磷污泥负荷较低,且不稳定。运作100d后,磷污泥负荷慢慢上升并平稳在80%上下,出水出水磷浓度值低于1mg/L。本科学研究中渗水磷浓度值较高,广泛超出了别的科学研究中3.0~5.0Mg/L的磷浓度值,在这里标准下来除高效率超出80%,表明历经系统分区后的按段渗水多级别A/O加工工艺具备不错的磷除去工作能力。

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  2.4 三级AO藕合系统软件空气污染物变化趋势

  如图所示7所显示,系统软件内COD转变较小,融合按段渗水运作模式,原水里有机化合物进到各个氧气不足段,绝大多数做为水解酸化池C源被反水质稳定剂用以水解酸化池脱氮,一小部分进到好氧段。系统软件NH4 -N的溶解关键产生在好氧段,注入每一级的NH4 -N均可以在该级内获得彻底除去,各个出水出水NH4 -N浓度值均低于0.5mg/L,另外第3级氧气不足段合好氧段NH4 -N浓度值均较低,说明3级AO藕合系统软件第3级存有一定的硝化反应潜力,有益于提升 系统软件抗NH4 -N冲击性工作能力,为了确保出水出水NH4 -N浓度值平稳。管式反应器内TN的溶解关键产生在氧气不足段,根据硝化作用被除去。另外在好氧段也存有显著的TN溶解,关键缘故为好氧段添充了颠沛球填充料,填充料內部存有氧气不足/厌氧发酵自然环境,考虑磷酸盐水解酸化池需要的自然环境标准,填充料的加药推动了好氧段同歩硝化反应反重氮化反应的开展,提升 了系统软件整体的脱氮工作能力,特别是在针对系统软件尾端存有一定水平的同歩硝化反应水解酸化池,有益于减少出水里TN浓度值,确保出水出水水体合格。系统软件内磷变化趋势在不一样隔房间内存有显著的差别,氧气不足段因为存有P的释放出来,TP浓度值较高,第1级氧气不足段TP浓度值做到50mg/L,接着在好氧段磷获得消化吸收减少至3Mg/L,表明系统内存在聚磷菌,且仍未在系统软件第3级释放出来,出水出水磷浓度值较低。

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  2.5 藕合加工工艺脱氮规律性

  系统软件各个NH4 -N的来源于主要是进水里带到的NH4 -N及由系统软件上一级未彻底硝化反应剩下的NH4 -N。如表3所显示,系统软件第一级NH4 -N流入量最大,另外污泥负荷也最大,缘故为高底物浓度值有益于重氮化反应的开展。三级NH4 -N污泥负荷均超出80%,说明注入各个的NH4 -N在区级内获得了不错的除去,无剩下NH4 -N累积并进到下一级,使各个NH4 -N负载保持在一切正常渗水水准,另外生物固氮造成的硝态氮和亚硝态氮可以为事后氧气不足水解酸化池出示充裕底物,提升 各个TN的污泥负荷。

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  按段渗水多级别A/O藕合颠沛生物化学加工工艺TN的除去包含3个全过程,即氧气不足水解酸化池、同歩硝化反应水解酸化池及同化作用全过程。氧气不足水解酸化池关键产生在多级别A/O加工工艺氧气不足段,对进水里及上一级好氧硝化反应造成的硝态氮和亚硝态氮开展水解酸化池并形成N2,同歩硝化反应水解酸化池关键产生在好氧段,在将注入的有机化学氮和高锰酸盐指数空气氧化成硝态氮的另外,将上一级注入的硝态氮和造成的硝态氮在好氧区域内水解酸化池变为N2。

  如表4所显示,氧气不足段TN污泥负荷最大产生在系统软件第二级做到46.23%。剖析缘故,第一级好氧段硝化反应高效率最大,造成很多的硝态氮进到第二级氧气不足段,混和第二级进水里硝态氮后,氧气不足段硝态氮浓度值上升,充裕的底物浓度值推动了水解酸化池的开展。同样,系统软件第二级好氧硝化反应高效率最少,第3级进水流量最少,故第3级氧气不足段硝态氮浓度值小于第1级和第二级,TN除去高效率最少。好氧段存有显著的同歩硝化反应反重氮化反应,在其中第1级同歩硝化反应水解酸化池高效率最大,TN污泥负荷做到37.31%,这关键受充裕底物浓度值的危害。系统软件同歩硝化反应硝化作用TN污泥负荷做到26.05%,占系统软件TN污泥负荷的30%之上,颠沛球填充料的加药,合理的提升 了系统软件同歩硝化反应水解酸化池特性,推动了系统软件TN的除去,尤其是第三级好氧尾端18.03%的TN污泥负荷,合理的减少了系统软件出水里TN浓度值,针对确保多级别AO工艺出水出水水体合格具备关键实际意义。

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  2.6 系统软件脱氮速度

  2.6.1 好氧硝化反应速度

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  由图8中NH4 -N溶解曲线图和DO转变曲线图得知,NH4 -N的降低“转折点”与DO迅速升高的“转折点”地理位置同样,这说明系统软件NH4 -N溶解基础进行,硝化反应全过程完毕,系统软件耗费DO速度慢慢减少,溶液内DO刚开始迅速升高,两根曲线图出現“转折点”時间同样,从侧边认证系统软件NH4 -N溶解进行。

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  表5融合图8得知,3级好氧尾端比氧耗硝化反应速度曲线图关联性R2值均超出98%,关联性不错。第一级、第二级和第3级硝化反应速度慢慢降低,说明3级NH4 -N溶解工作能力慢慢降低,这与高锰酸盐指数各个溶解总产量规律性同样。比照3级比氧耗硝化反应速度标值得知,第二级比硝化反应速度最大,剖析缘故很有可能为第二级具备硝化反应作用的微生物菌种物种浓度值高过第一级和第三级,水质稳定剂浓度值的提升 立即主要表现于硝化反应速度的升高。

  2.6.2 系统软件水解酸化池速度

  图9中,水解酸化池速度曲线图关联性R2值均超出90%,关联性不错。第1级和第二级水解酸化池速度曲线图均存有显著的3个转变环节,参考表6混和管理体系各个氧气不足尾端比水解酸化池速度得知,伴随着水解酸化池時间的慢慢增加,比水解酸化池速度慢慢减少,在其中第1级比水解酸化池速度较大 ,NO3–N溶解速度更快且反应速度较短,反应速度在10~15min上下,其关键缘故一方面是微生物菌种的吸咐功效,进水里NO3–N浓度值较高,微生物菌种将废水中NO3–N很多吸咐到菌体表层便于下一步水解酸化池解决,另一方面反水质稳定剂优先选择运用废水中容易降解的可溶有机化合物做为C源开展水解酸化池脱氮,这时的水解酸化池速度与反水质稳定剂的总数相关。第二环节水解酸化池時间最多,另外水解酸化池速度减少,关键缘故为微生物菌种这时将吸咐的NO3–N开展水解酸化池,吸咐功效变弱。废水中容易降解的可溶有机化合物基础耗光,微生物菌种刚开始运用水里可迟缓溶解的有机化合物做为电子器件肾源。第三环节水解酸化池速度最少,剖析缘故为废水中NO3–N被前两个环节很多溶解,水里剩下NO3–N浓度值较低,另外可降解的有机化学C源基础耗光,微生物菌种根据空气氧化本身造成的新陈代谢物质做为电子器件肾源开展水解酸化池,故水解酸化池速度最少。

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  比照各个比水解酸化池速度得知,第二级A22隔室第一环节比水解酸化池速度最大,根据第一环节水解酸化池速度关键在于反水质稳定剂的总数这一基础理论,说明第二级光合细菌总数数最多,剖析缘故第二级氧气不足段注入的NO3–N浓度值最大,底物充裕,这时反水质稳定剂很多繁育,新陈代谢主题活动经常升值量大。这一结果认证了系统软件第二级水解酸化池TN除去高效率最大的规律性。比照3级水解酸化池NO3–N溶解曲线图得知,各个水解酸化池時间逐步提升,水解酸化池速度逐步减少。

  三、结果

  3.1
按段渗水三级AO藕合颠沛生物化学加工工艺对于超低温(10℃)仿真模拟生活污水具备较高的空气污染物污泥负荷,COD、NH4 -N、TN和TP污泥负荷各自为90%、90%、80%和80%。历经近200d的长期运作,解决实际效果平稳。

  3.2
藕合加工工艺各个NH4 -N除去高效率均超出80%,各个硝化反应彻底造成很多硝态氮,按段渗水有效分派C源和N浓度值,充裕的底物浓度值推动水解酸化池的开展。另外加上颠沛球填充料使好氧段同歩硝化反应水解酸化池脱氮率做到26.05%,合理减少系统软件出水里TN浓度值。

  3.3
系统软件硝化反应与水解酸化池速度与微生物菌种量相关,系统软件第1级硝化反应速度最大为10.50mg/(L•h),比硝化反应速度第二级最大为1.72mg/(g•h),氧气不足尾端水解酸化池速度及比水解酸化池速度均为第二级最大。(来源于:长春市工程学校,吉林省城市废水处理关键试验;北京工业大学工程建筑与建筑专业学校东北师大,吉林省城市废水处理与水体确保自主创新管理中心

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作者: 三六五环保公司

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