城市污水三污泥系统自养脱氮与强化生物除磷的研究方进

▲HUANJINGYUFAZHAN115实验研究城市污水三污泥系统自养脱氮与强化生物除磷的研究方进（安徽国祯环保节能科技股份有限公司，安徽合肥230000）摘要：本文主要对城市污水三污泥系统自养脱氮与强化生物除磷功能进行了研究，研究主要将传统工艺的功能参数作为比较，设计了一种活性污泥法三污泥自养脱氮和强化生物除磷工。设计首先将三污泥系统模型作为设计模型，之后介绍了本文的试验原水，再后针对系统内的各类反应器进行启动，最终对反应器启动后的变化进行统计，证实本文设计突破了传统工艺的局限性。关键词：城市污水；三污泥系统；自养脱氮与强化生物除磷中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：2095-672X(2018)09-0115-01DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.09.065StudyonautotrophicdenitrificationandenhancedbiologicalphosphorusremovalinmunicipalsewagethreesludgesystemFang Jin(AnhuiGuozhenEnvironmentalProtectionandEnergySavingTechnologyCo.,Ltd.,HefeiAnhui230000,China)Abstract:This paper mainly studies the autotrophic denitrification and enhanced biological phosphorus removal function of municipal sewage triple sludge system. Theresearchmainlycomparesthefunctionalparametersoftraditionalprocessanddesignsanactivatedsludgemethod.Nitrogenandenhancedbiologicalphosphorusremoval. The design firstly uses the three sludge system model as the design model. After that, the experimental raw water in this paper is introduced, and then the various reactors in the system are started. Finally, the changes after the reactor startup are counted, which confirms that the design breaks the tradition. The limitations of theprocess.Keywords:Urban sewage; Three sludge system;Autotrophic denitrification and enhanced biological phosphorus removal目前，我国对于污水的处理主要是通过污水处理厂来实现，但许多污水处理厂对污水的处理技术，只采用了有机物去除技术，此类技术对于污水当中的氮、磷等物质的去除效果不理想，根据统计此项技术一般只能去除10%~20%的氮、磷物质，并不满足我国二级排放标准。所以在此项技术的应用下，造成了我国多个水体的富营养化，引发赤潮现象，而为了对此进行改善，目前已有部分污水处理厂开始采用三污泥系统来进行污水处理。1三污泥系统概述三次污泥系统主要是利用三次化学污泥来进行处理，而三次化学污泥的生产，主要在于污水三级处理方面，在对污水进行三级处理时，其会产生污泥，而此污泥即为三次化学污泥，污泥当中主要含有大量的石灰、明矾成分，所以在本质的角度上来说三次化学污泥属于污染性极强的一种物质，所以需要对此污泥进行处理。但传统工艺所产生的污泥量巨大，其多数采用单污泥系统来进行污水处理，而此项处理技术的能耗、运行难度较高，严重的限制了污水处理的性能[1]。而本文为了突破传统工艺的局限性，针对三污泥系统理论，设计了一种活性污泥法三污泥自养脱氮和强化生物除磷工艺[2-3]。2三污泥系统设计材料与方法图1 三污泥系统流程2.1试验装置本文将采用三污泥系统模型作为试验装置，该模型主要由前除磷系统、中间半亚硝化系统、后ANAMMXO系统组成，具体如图1所示。基于图1，本文设计的三污泥系统当中，首先除磷系统主要由A/O反应器与二沉池组成，反应器材质主要为有机玻璃，其中主要被分为了6个区域，每区域溶剂为4L，区域当中共有2个厌氧区、4个好氧区；二沉池方面主要采取竖流式，容积为12L，在应用时其进水量可以达到156L/d，污泥回流比例为75%，泥龄为4~5d；曝气装置方面，主要采用砂块曝气头，并通过转子流量计来对气量进行统计、控制。2.2试验原水本文设计当中所采用的试验原水主要为某污水处理厂初沉池的出水，此厂出水当中，每7.0~7.8cm3范围内，pH值为7.5；每61.6~309.2cm3范围内，就平均含有166.7COD；每43.6~60.7cm3范围内，就平均含有55.4TN等。2.3设计各反应器启动（1）A/O反应器启动：本文设计当中的A/0反应器主要属于系统前处理流程，其功能在于除磷、降解。在实际启动当中，首先将接种种泥作为其回流污泥，接种量为5L，污泥浓度为12000mg/L。在启动当中，为了实现除磷的高效性，本文将SRT控制在3~5d区间当中，因此区间适合聚磷菌的生长，在通过2~4个SRT区间之后，系统中的硝化菌已经产生系统化，从而消除了反应器的硝化能力，使得污泥种群得到优化，在此前提下就突破了传统工艺中除磷菌、硝化菌因STR不同而造成的脱氮、除磷难以兼顾的局限性，同时为之后半亚硝化系统提供了良好的基础。（2）半亚硝化反应器启动：本文主要采用接种混合污泥的方式来启动半亚硝化反应器，启动当中的混合污泥主要由两种不同成分的污泥所融合组成，主要为短程硝化污泥、全程硝化污泥，融合比例方面接种短程硝化污泥15L、全程硝化污泥5L。最终形成的混合污泥总量为12000mg/L。在启动之后，主要通过FISH技术来对混合污泥当中的氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌进行检测，并基于检测结果进行统计，（下转第117页）▲HUANJINGYUFAZHAN117实验研究3#标准氧传质速率 0.00170.014标准曝气效率 0.0900.32标准氧传质效率0.311.692.2讨论2.2.1 实验室检测系统优缺点环境条件（如大气温度、大气压、水温等）和实验条件（如服务面积、水深、通气量、水质[1]等）对曝气器氧传质效率各参数均有较大影响。不同的水深、服务面积等实验条件下测得的氧传质性能均无法准确建立数学模型[2]，单论不同的环境条件都对曝气器氧传质性能参数有较大影响。所以，稳定的环境温度，水温等环境条件均是测试和检测曝气器氧传质性能参数至关重要的条件，测试时水温的变化对溶解氧浓度和饱和溶解氧数值更起到决定性影响，建立实验室检测系统大大提高了曝气器氧传质性能检测的重现性和平行性，对建立曝气器氧传质性能参数检测的标准环境有重要意义。但是，因为实验室检测系统池体较小，测试水深较低，无法利用气泡在水体中运动上升过程中的溶氧过程，延长了池内水整体的复氧时间，增加了曝气时间，并使各氧传质性能参数数值上明显降低。2.2.2 两种条件下实验结果区分度对比实验室检测系统和传统检测系统下，不同种类的曝气器清水氧传质性能区别明显。因为降低了水位深度，减少了气泡上升过程中的溶解过程，更好地反应出不同曝气器产生的不同直径气泡本身对溶氧效果的区别，更加真实的反映出曝气器的氧传质能力。在传统曝气器检测系统中，水位深度弱化了气泡直径大小对溶氧能力的影响，所得氧传质性能参数失去了参考意义，无法真实的反应不同曝气器的氧传质速率等性能。在实验室检测系统下测得的数据，虽然水位深度与工程实际相差较大，但更加真实的反应出哪种气泡有更好的溶解于水的能力，对不同实际工况的使用客户有更好的参考和指导意义。3结论与展望实验室曝气器清水氧传质性能检测系统占地小，能耗低，降低了二次污染，操作简洁，方便灵活，实现单人即可完全操作，便于安装和观察，大大提高了实验效率，帮助实验员在复氧等待期间兼顾其他工作，更重要的是可对曝气器性能测试建立一套标准化的实验条件，更好地消除各种环境因素引入的误差，科学准确的对氧传质性能进行重复测试，并对研发新产品有重要帮助，缩短研发和产品更新周期，加快污水治理行业发展和提高。参考文献[1]魏延苓等.微孔曝气器充氧性能的影响因素[J].水处理技术,2014(2):77.[2]李小冬等.通气量对微孔曝气器充氧性能影响的中试研究[J].中国给水排水,2014(3):206.[3]花吉锋,李文英,荆洁颖,孙梦君,李静.移动床生物膜反应器中的氧传质性能[J].武汉大学学报(工学版),2012,45(6):843-847.[4]吴媛媛,周小红,施汉昌,邱勇.污水厂微孔曝气系统工况下充氧性能测试与分析[J].环境科学,2013,34(1):194-197.收稿日期：2018-07-23作者简介：赵启超(1988-),男,汉族,硕士研究生,中级工程师,研究方向为环保产品检测。（上接第115页）统计当中显示氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌的种群生物量质量分数为8.00%、3.24%。在接种之后半亚硝化反应器的混合污泥为4000mg/L，在启动之后通过结果看出，亚硝氮累积率稳步提高，原水在通过A/O处理之后，其COD降解十分充分，因此说明本文设计使得半亚硝化系统污泥种群得到了优化。（3）ANAMMOX反应器启动：本文所采用的ANAMMOX反应器因为来自于高氨氮废水研究工作，所以其本身的处理能力已经得到了验证，所以本文没有对其进行启动，直接以半亚硝化反应器出水作为进水，以此对ANAMMOX反应器的低氨氮城市污水的脱氮性能处理能力进行研究，研究显示ANAMMOX反应器的低氨氮城市污水的脱氮性能较高。3设计系统结果分析3.1A/O反应器运行结果分析本文A/O反应器的HRT为3.6h，其中混合污泥均值为3200mg/L，在此前提下其进出水的TP变化为4.7~8.1mg/L，均值为5.8mg/L，整体来看，其出水TP值数为0.8~3.3mg/L，在出水初期波动较大；TP去除率方面，其由原本的80%提高至95%以上，说明本文设计的除磷效率高于传统工艺，主要是因为A/O反应器的厌氧段没有回流硝氮和亚硝氮的影响，所以厌氧区的效果得到了保证，同时在厌氧区效果发挥良好的前提下，避免了聚磷菌争夺碳源的反硝化作用，所以，本文系统的原水当中的可生化降解有机物，能够给聚磷菌提供较好的吸收基质[4]。3.2半亚硝化反应器运行结果分析本文的半亚硝化反应器的进水量NH4+-N均值在50mg/L，而NO2、NO3的均值均维持在1mg/L范围内，在比较之下NH4+-N以及NO2的表现相对稳定，而此两者的浓度比例大约在1.0左右在半亚硝化反应器运行一段时间之后，NH4+-N以及NO2的出水浓度得到了优化，从初期的20mh/L降至10mg/L，所以半亚硝化反应器的TN消除率提高了50%，高于传统的10~20%。3.3ANAMMOX反应器运行结果分析本文ANAMMOX反应器的HRT为1.4h，进水NH4+-N以及NO2为1.0，在运行的初期NH4+-N以及NO2的浓度值达到了20mg/L左右，但在持续运行之后，NH4+-N以及NO2的浓度值有所下降，进而逐步稳定在10mg/L左右，说明本文ANAMMOX反应器处理性能得到了优化。4结语本文主要对城市污水三污泥系统自养脱氮与强化生物除磷功能进行了研究，研究主要将传统工艺的功能参数作为比较，设计了一种活性污泥法三污泥自养脱氮和强化生物除磷工。设计首先将三污泥系统模型作为设计模型，之后介绍了本文的试验原水，再后针对系统内的各类反应