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n0n了.}研}究}进}展.璐二比加护10.门污$朱,,,(1.河南省项城市环境监测站,河南项城466200;2凡广生2.中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221008)摘要:通过对D八T一认下工艺所存在问题的分析,提出了改进DAT一IAT工艺的设想,实脸证明,在典型工况T,改进后的工艺对COD的去除率可以达到93.8%,对氛氮的去除率为89.4%,对总氮的去除率为81.7%,时碑的去除率为85.7%。关锐词:DAT一!^T;脱氮除礴;改进中圈分类号:X703.,文献标志码:A文章编号:1006一5377(2007)04一0023一031DAT一IAT工艺存在的问题DAT一IAT工艺(DemandAerationTank一In一etmritenttAearitonTakn)虽然具有基建投资小,容积利用率高,进水系统简单,对有机物及毒物有较强抗冲击能力等优点,但该工艺属非限制曝气工艺类型,即系统充水的同时也曝气,因而不像传统的SBR工艺,可以在进水阶段通过搅拌维持厌氧条件以促进除磷菌充分地释放磷。DAT一IAT工艺的厌氧阶段只发生在淹水阶段的末期,因此持续时间较短,磷不能充分释放,并且磷的释放受IAT池中残留的溶解氧和NOx一N浓度影响较大。另一方面,DAT池连续曝气,去除大部分可溶性有机污染物。污水流至IAT池时,易降解有机物已基本耗尽,BOD/TKN值很低,碳源不足,反硝化菌只能利用颗粒状和复杂的慢速生物降解有机物以作为碳源或通过内源呼吸作用进行反应,反硝化速率很慢.且厌氧时间短暂,由好氧状态转为厌氧状态又需要一定时间,这些因素均不利于反硝化的进行,使得NO3一N浓度较高,这随之又影响了聚磷菌的释磷,进而导致在下一周期好氧时对磷的摄取能力下降,使得系统的除磷效果大大降低。因此,虽然DAT一IAT工艺具有一定的除磷能力,但除磷效果并不能满足排放标准的要求。2改进思路为了强化DAT一IAT工艺的脱氮除磷效果,本课题拟将该工艺加以改进。改进方法:在DAT池前端加设一个缺氧区和一个厌氧区。虽然曾有过在DAT池前加设一个厌氧选择器的研究,但由于连续进水和回流液的影响,要严格控制厌氧状态比较困难。有了缺氧区,回流液和进水在此混合,回流液和进水中存在一定t的硝态氮,在缺氧区停留的较短时间内进行反硝化,以防止过t的硝态氮抑制后续厌氧区中磷的释放。由于进水BOD/TKN值较高,碳源充足,所以反硝化速率很高,使NO3一N浓度大大降低。由于在缺氧区停留时间较短,所以碳源仍很充足,BOD/TP值仍能保持较高水平,并且由于NO3一N浓度低,使聚磷菌能够充分释磷,为后续的好氧区内的过t吸磷做准备.缺氧区和厌氧区消耗了部分碳源,使好氧区内基质浓度降低,有利于硝化菌CHINANEVIR创喝服NTALPROETCTI以明IM戈拐TRY2007.424…研}究}进}展}二$二比加pl二份弱的生长。整个系统的运行方式相当于一个多级缺氧一厌氧一好氧反应器,强化了脱氮除磷的效果。3实验工艺流程(见图1)棍合液回流加10(也铸菠相切即助柳柳翔ǎé奎七à侧班娜苏牛5实验结果与分析5.1改进工艺的COO去除效果在实验的最后三天,加大进水中有机物浓度以观察工艺改进前后抗冲击负荷的能力(见图2)。污泥回流姗动泵;2.气泵:3.悦并器:4二气砂头尸尸心...___..…了了…………主主血血``卜犷``*~~___………lll口.闷口.甲,es,甲es了,.尸,..甲,se,甲es甲,.尸一一-.-进水coo-今-出水COO~去.一eoo去盼串2345678910天《d)圈,改进后的实脸工艺流程圈2改进工艺典型工况下对COO的去除效果在此工艺中,原污水与IAT池回流污泥及DAT池的部分出水在缺氧池中混合,反硝化菌利用原污水中的有机物进行反硝化脱氮作用。随后混合液进人厌氧区,聚磷菌在此进行充分释磷。释磷后的污水进入DAT池,在此池中连续曝气,因此,在溶解氧充足的环境中进行硝化反应及过量吸磷,微生物也可进行活性再生。DAT池的出水一部分回流至前端缺氧池,为反硝化提供硝态氮,其余的进人IAT池进行后续反应。IAT池相当于一个SBR反应器,由定时器控制,周期性地进行曝气、静置、沉淀及排水。剩余污泥也从此池排出并在沉淀排水阶段从该池底部回流污泥至DAT池,以避免DAT池污泥浓度过低。4典型工况下改进工艺的运行结果本实验一共分为六个阶段,通过前段实验的对比验证和分析,在流t4L/h、DAT池混合液回流比45%、IAT池污泥回流比5%0、泥龄13d、温度12℃一17℃时,改进工艺的最优化运行参数见表1.在此工况下,每天定时取样,监测进出水的各项指标,考察改进工艺的运行效果(见表2)。由图2可以看到,改进工艺不仅将有机物的去除率保持在相对稳定的状态,这说明改进工艺的缺氧区和厌氧区可以消耗掉大部分的有机物,在污水进人DAT好氧池时含碳有机物浓度已大大降低,在硝化阶段不会出现高有机物浓度下生长速率较高的异养菌与生长缓慢的硝化菌争夺溶解氧,从而抑制硝化菌的硝化作用,降低硝化效率的情况。虽然DAT池本身就具有抗冲击负荷的能力,但缺氧区和厌氧区的设置在很大程度上减轻了后续处理的负荷,特别是对于难生物降解的高浓度污水来说,厌氧微生物可以使复杂大分子有机物被降解为小分子有机物,改善污水的可生化性,因此改进工艺对高浓度废水或某些工业废水的处理更具潜力。.52改进工艺的脱氮性能(见图3)~~~口.,门民~~月民`,,,,血血血~~~吞吞鑫吝东春奋亦鑫李钧钧协协曰衬`卜七.七卜由`习口衬`公.刃刃}}},r,尸,r,,.r了,.尸了,一一进水饭妞出水权权妞盆去陈*进水总皿出水总祖总粗去除率++ù十ù+ǎ冰à膝菠翻10080印4000806040加ǎ曰乞百í侧任2345678910大(d)衰,改进工艺的.优化运行管理圈3改进工艺典型工况下对奴氮的去除效果缺氧区厌级区DATIAT水力停留时间(h)溶解权浓度(mg/)L0.28一0.320.13一0.161.8一2.13(1,l,l)1.0一1.5进水(mg/)L出水(mg/)L去除率(%)衰2典型工况下的工艺运行结果CODNH厂NTN714.148.454.244.35.139.9293.889.481.7由图3可以看到,改进工艺对氨氮的去除率为89.4%,对总氮的去除率为81.7%,远远高于原工艺72.7%和60.1%的去除率,这说明改进后工艺的硝化反应和反硝化反应都比原工艺进行得充分。对于改进工艺来说,缺氧区的反硝化菌可以利用进水中充足的有机物作为碳源和电子供体,以DAT池回流的硝态氮(或者少量亚硝态氮)中的氧作为电子受体6152.6:r、ú傀j000中一耳.产八2X()7.4,黔.::…25进行反硝化,在脱除硝态氮的同时也降低了污水的有机负荷;进人厌氧区后,聚磷菌要将有机物转化为小分子有机酸吸收到体内,因此还会去除有机物,这样进人DAT好氧池的有机物浓度就会大大降低,有利于自养型硝化菌的生长,提高硝化反应程度,同时反硝化过程还提高了反应器内的碱度,为后续硝化过程所消耗的碱度做补充,有利于反应器内pH值稳定在硝化菌活性较大的范围内。在后续IAT池中,由于好氧一缺氧一厌氧状态不断交替,可以继续进行硝化和反硝化使总氮得以去除。由图3可看出,在突然加大进水有机物浓度后,改进工艺的氨氮和总氮的去除率仍相对稳定,这是因为进水负荷较大时,改进工艺可以更好地为缺氧区的反硝化提供碳源,提高反硝化效果,同时去除有机物,减轻后续DAT池中有机物对硝化反应的影响..53改进工艺的除磷性能(见图4)的利用,在除磷方面可能具有“饥饿效应”优势,使好氧吸磷量更多。后续1AT池好氧一缺氧一厌氧的交替运行,还为生物除磷提供了可能,因此改进工艺的除磷能力相当高。叫卜.进水总.-今-出水总..,山,.总一去除奉ǎ艺报铃菠1008060402023456789矿栽d)杏杏一杏,`刁尸杏习卜习卜叫`-确产峨峨...叫价叫.,卜卜j曰卜勺日卜月月.....………111.、.、.、.一1.1.、’节.1.111`J43内`,Oǎ谧菩à侧说,确圈4改进工艺典型工况下对磷的去除效果改进工艺前端缺氧区可将随回流液进人的溶解氧消耗后再进人厌氧区,以保证发醉产酸菌能正常起作用.回流液中的硝态氮也在缺氧区得以反硝化去除,避免了过量硝态氮抑制厌氧区内磷的释放。在随后的厌氧条件下,除磷微生物比活性污泥系统中其它微生物更具有竞争性,厌氧状态导致了种群选择及除磷微生物的存在和增殖,使后续好氧吸磷更具有群体优势。由于缺氧区容积较小,水力停留时间较短,只消耗掉部分有机物,因而进人厌氧区的有机物还是能够满足释磷的需要。聚磷菌经过厌氧区的充分释磷后直接进人生化效率较高的好氧环境,在厌氧条件下形成的吸磷动力可以得到更充分6结论相对于原工艺来说,改进工艺在DAT池前端增加了缺氧区和厌氧区,可以利用不同的环境条件选择优势菌群.在缺氧区可以利用进水中充足的有机物进行反硝化,同时减少溶解氧和硝态氮对厌氧释磷的影响。厌氧区的设置大大强化了系统的除磷效果,因为聚磷菌可以在此充分释磷,为好氧条件下的过量吸磷准备了条件。另外,缺氧区和厌氧区的反应就降低了有机物浓度,为后续更好地进行硝化反应创造了有利条件,也提高了脱氮效率。总之,无论是从理论上还是从实验结果中都证明了改进工艺具有良好的脱氮除磷能力,对原工艺除磷效率低的缺陷有了很好的弥补。参考文献:〔l]国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法【M].北京:中国环晚科学出版社,1998:276-280.2[1文呀状,等.任如法的澎汗弓叮工艺的生产园亏口}天窜七政工程.加田,、么:5)、卜刀.3[〕王宝贞,王琳主编水污染治理新技术一新工艺、新概念、新理论【M].北京:科学出版社,印以:65一70.4[1GeenensD,etai.Cost一eff一e一ene丫andPerformaneeof一nd一v一du一alandsmal卜sca}etreatmentp{ants[J]WaterSe一eneeand飞ehnol一ogy,2汉力.41(1):21一25.[5]StaniaK.etal.Deeis一onmak一ng一nwastewatermanagement【A].ProCeedingSofC印fereneeonSmallWsstewsterTreatmentPlants【C]Trandh.em:【s.n.】.1995.器一34.6[]Ze已man.Get以户氏绍曰让丫Ott触印一嗽etre。甘仪扣tOtsewa召eal」s明n日飞e以匆n葵J[].叭妇t“Sd以℃ea划及心节以笼叭ZX幻,41(1):--911.7[]张芳、李光明.A/OAT叫A丁工艺除磺形响因策的试输研兜lJ.工业水处理,么刃礴,以3):32一34.8[]李会元,关代宇.注拍法)干,盯工艺的过万到空制日中国康水扫冰么力}.3:`七,.9[】顾润南.我国城市生活污水处理方法述评【J].环晚保护,2〕〕1.9:46一47.〔10]张统.污水处理工艺及工程方案实际〔M].北京中国趁筑工业出版社.2灯).ExPeirmentalStu勿onrTeaitneinofUrbanSewagebyDAI’-IATeTehnologyz日uxial,队NGuang一shengZ(1.XianghCengEnviornmenetlMoniotrSettionofHenan,XiangchengHenan466200:2.CollegeofEnviornmentandSuveryofCUM工XuzhouJiangsu221008,China)几七ttarct:ThePaPeranalyZeshtePorblemsofDAT.!盯,pustfo阴drsomenewideasotimPpoveD户T.I.ATUndertheytPicalmodelwo(rtcondition,theersulstindicatethattheermovale币eiencyofCOD、TN、TP、NH3一Ncaneraeh93.8%、81
本文标题:改良型DATIAT工艺处理城市污水的实验研究朱霞
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