UCT工艺

UCT工艺UCT(UniversityofCapetown)工艺是南非开普敦大学提出的一种脱氮除磷工艺，是一种改进的A2/O工艺，此工艺中，厌氧池进行磷的释放和氨化，缺氧池进行反硝化脱氮，好氧池用来去除BOD、吸收磷以及硝化。由于A2/O工艺中回流污泥的NO3-N回流至厌氧段，干扰了聚磷菌细胞体内磷的厌氧释放，降低了磷的去除率，使脱氮除磷效果难于进一步提高，在这种情况下，UC工艺产生了。UCT工艺将回流污泥首先回流至缺氧段，回流污泥带回的NO3-N在缺氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧段出流混合液部分再回流至厌氧段。由于缺氧池的反硝化作用使得缺氧混合液回流带入厌氧池的硝酸盐浓度很低，污泥回流中有一定浓度的硝酸盐，但其回流至缺氧池而非厌氧池，这样就避免了NO3-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，使厌氧池的功能得到充分发挥，既提高了磷的去除率，又对脱氮没有影响，该工艺对氮和磷的去除率都大于70%。UCT工艺减小了厌氧反应器的硝酸盐负荷，提高了除磷能力，达到脱氮除磷目的。但由于增加了回流系统，操作运行复杂，运行费用相应提高。UCT工艺流程图影响生物除磷的因素比较多，就目前对两种UCT工艺影响条件分析来看，主要为以下因素及控制要求：1.负荷的影响。进水浓度有机物不够，特别是厌氧进水口挥发性脂肪酸(VFA)偏低不能达到处理需求，或负荷的冲击过大，一般(F/M)负荷应该控制在0.1~0.18kgBOD5/(kgMLVSS·d)是比较稳定的。2.溶解氧的控制。厌氧段的厌氧效果不好即达不到绝对厌氧的效果，既溶解氧在0.2mg/L以下，甚至0mg/L，同时硝态氮的浓度在4mg/L以下(否则必须降低回流比)使磷得到充分释放，或者是好氧段溶解氧不足，好氧吸收磷不充分，出水口溶解氧过低，造成二沉池二次释磷，都会影响到出水TP的达标，就要求生物池好氧廊道0.5~3mg/L，末端控制在2~4mg/L。3.污水的进水总磷的浓度偏高。超过实际设计数值，即进入厌氧段的污水中BOD5/TP小于20，甚至小于10，这种情况，可以做初沉池超越，提高负荷，或者升级改造进行化学除磷。4.进水的pH值不稳定。工业酸性废水或其他会突然改变污水系统pH值的水源进入，会直接影响总磷在厌氧段释放，运行管理中要避免pH值的冲击，否则除磷能力将大幅度下降，甚至完全丧失，例如进水pH值突然降低，会导致细胞结构和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，从而导致磷的快速释放，影响除磷效果。5.泥龄过长。一般控制在8~20d，聚磷菌是世代时间3d的微生物，硝化菌为长世代(30d)时间微生物，聚磷菌和硝化菌在泥龄上存在矛盾。若泥龄太长不利于除磷；龄太短，硝化菌无法存活。6.浓缩和脱水的上清液二次释放。在污泥处理过程中时间停留过长，造成磷二次释放到浓缩和脱水的上清液中，上清液随着进水重新进入系统，增大了系统磷的负荷，甚至造成磷在整个系统中反复循环富集，使出水总磷严重不达标。7.厌氧段停留时间。污水污泥混合液经过2h厌氧后，磷的释放已甚微，在有效释放过程中，磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的相关性，在有效释放过程中，磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，厌氧段每释放1mgP，在好氧条件下可吸收2.0~2.4mgP；厌氧时间加长，无效释放会逐渐增加，平均厌氧释放1mgP，所产生的好氧吸磷能力将降至1mgP以下，甚至达到0.5mgP。因此，生物除磷并非厌氧时间越长越好。在一般情况下，厌氧区的水力停留时间1~1.5h，即可满足要求。8.水温的影响。硝化菌对温度的变化很敏感，一般生物池系统温度在12~35℃之间，生产中冬季由于温度偏低硝化效果受到抑制，只能勉强维持，为保障氨氮出水达标，采用增大泥龄来应付低温对硝化的影响，但对出水TP会造成影响，所以冬季要采取提高生物池污泥浓度和控制泥龄，来平衡硝化和除磷。9.其他回流系统。外回流一般控制在50%~65%(依据厌氧段的NO3-N浓度小于4mg/L以内)，回流过低会造成二沉的污泥停留时间过长，在二沉形成磷的二次释放。好氧回流控制在100%，UCT工艺中要保障缺氧处于最大回流状态，实际控制在150%。一般设计参数污泥负荷：0.05～0.15kgBOD5/kgMLVSS·d；污泥浓度：2000～4000mg/L；污泥龄：10～18d；污泥回流：40%～100%，好氧池（区）混合液回流：100%～400%，缺氧池（区）混合液回流：100%～200%；停留时间：厌氧池（区）水力停留时间：1～2h，缺氧池（区）水力停留时间：2～3h，好氧池（区）水力停留时间：6～14h。郑州市马头岗污水处理厂设计设计水量30万m3/d，采用UCT处理工艺UCT反应池设计考虑马头岗污水处理厂收水系统内的实际污水量已经接近设计规模,故反应池按36万m3/d规模进行校核设计。全厂设4组UCT反应池,厌氧池总池容36480m3,缺氧池总池容39600m3,好氧池总池容153400m3(其中机动段为28950m3),总池容为229480m3。设计产泥系数0.91,缺氧池和好氧池的MLSS为3g/L,厌氧池MLSS为1.8g/L,校核流量时泥龄12d(不包括厌氧泥龄),其中缺氧泥龄为2.4d,好氧泥龄为9.6d。设计水温12℃,有效水深6m。二沉污泥回流比50%～100%,缺氧到厌氧的回流比为150%,好氧到缺氧的回流比为150%。全厂剩余污泥量为39585kg/d(30万m3/d时),校核流量时为47502kg/d。总供气量为110800Nm3/h,校核流量时气水比为7.6∶1。