氧化溝系統(tǒng)除磷效果的提高途徑

氧化溝系統(tǒng)除磷效果的提高途徑

摘要:介紹了氧化溝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,通過分析生物除磷效果的影響制約因素以及氧化溝系統(tǒng)除磷效果差的癥結(jié),從

加設(shè)厭氧池、減小硝態(tài)氮的影響等方面,提出了提高氧化溝系統(tǒng)除磷效果的有效途徑。

關(guān)鍵詞:氧化溝,除磷,硝態(tài)氮

1氧化溝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

氧化溝技術(shù)在我國發(fā)展很快,是當前污水處理技術(shù)的熱點之

一。近年來國內(nèi)建設(shè)的氧化溝數(shù)量在不斷增加,其處理規(guī)模和處

理對象也在不斷擴大。氧化溝系統(tǒng)的主要優(yōu)點:可以不設(shè)初沉

池,二沉池可與氧化溝合建,省去污泥回流裝置,對水質(zhì)變化的適

應性強,泥齡長,可達到較好的脫氮效果,污泥產(chǎn)率低等等。近年

來,隨著污水處理行業(yè)脫氮除磷要求的提高,氧化溝系統(tǒng)在除磷

方面的欠缺經(jīng)常被人們提出,因此探討氧化溝系統(tǒng)除磷效率的提

高途徑就很有意義?，F(xiàn)針對氧化溝系統(tǒng)除磷的問題進行了較深

入地分析研究,提出了一些提高氧化溝系統(tǒng)除磷效果的途徑,以

對相關(guān)的研究和生產(chǎn)運行有所幫助。

2氧化溝系統(tǒng)中除磷效果的影響因素

影響氧化溝系統(tǒng)除磷過程的因素主要有三類:環(huán)境因素、設(shè)

計參數(shù)、水質(zhì)條件。環(huán)境因素包括:DO、溫度、pH值等等。設(shè)計參

數(shù)包括:泥齡、停留時間、剩余污泥處理方法等等。水質(zhì)條件是近

年來針對除磷效果的眾多研究的中心話題,主要包括:基質(zhì)的可

獲得性、進水水質(zhì)特性、VFA產(chǎn)生量、硝態(tài)氮的濃度。

2.1DO的影響

DO對除磷效率的影響主要體現(xiàn)在磷吸收區(qū)。當好氧區(qū)的

DO保持在1.5mg/L～3.0mg/L之間時,除磷效果一般可以保

證;當DO小于1.5mg/L時,除磷率會降低,污泥沉降也變差;但

如果DO過高,則會導致水流到達厭氧區(qū)時DO增加,影響磷的釋

放,同時由于DO過高會降低反硝化效果,使得NO3

-濃度居高不

下,也會影響厭氧區(qū)磷的釋放[1]。

2.2pH值

研究表明,pH值為8.0～8.5時,TP去除率可以達到90%

以上;當pH值為6.5～8.0時,TP去除率差別不大;當pH值低于

6.5時,TP去除率會急劇下降。

2.3泥齡

泥齡越長,活性生物量越低,除磷能力也相應降低。眾多的

研究表明:泥齡越長,單位BOD的除磷量就越少。為達到最高的

除磷率,除磷設(shè)計的泥齡值不應超過總體處理所需要的值。當其

他處理所需的泥齡值很大時,只能通過別的途徑來彌補泥齡的不

良影響,如加大BOD/TP值。

2.4停留時間

研究證明,厭氧區(qū)的停留時間會影響VFA的產(chǎn)生以及貯磷

菌對VFA的吸收。一般地,厭氧區(qū)的停留時間越長,除磷率越

高。厭氧停留時間從1.1h增至2.6h,TP去除率會從59%增至

71%。但是,過長的厭氧停留時間并沒有好處,時間過長可能導

致VFA吸收的磷沒有釋放。這就有可能導致碳源貯存物量不

足,不能在好氧區(qū)產(chǎn)生足夠的能量來吸收所有釋放的磷。在好氧

區(qū)溶解磷的生物吸收也需要足夠的停留時間,一般為1h～2h。

2.5基質(zhì)的可獲得性

出水磷濃度的高低主要取決于系統(tǒng)中除磷細菌所需要的發(fā)

酵基質(zhì)的可獲得量與必須去除的磷量的比值。研究表明[2]:

VFAs是生物除磷的重要基質(zhì)。污水的可生物降解COD可以劃

分為溶解性可快速生物降解COD和顆粒性慢速生物降解COD

兩類。主流生物除磷系統(tǒng)產(chǎn)生的VFAs主要來自溶解性快速降

解BOD5,也即磷的去除量與快速降解BOD5成正比。

2.6VFA產(chǎn)生量

厭氧區(qū)的VFA來源于外源添加和內(nèi)部轉(zhuǎn)化。Comeau[3]運行

了一系列生物除磷裝置,試驗結(jié)果表明,每投加6.4mgVFA可增

加1mg/L的除磷能力。眾多試驗研究表明,投加VFA可促進磷

的生物吸收,去除1mg磷所需的VFA投加量為7mgHAc～

9mgHAc。

3氧化溝系統(tǒng)除磷效果的提高途徑

3.1加設(shè)厭氧池

在氧化溝的上游加設(shè)厭氧池,是當代氧化溝變形工藝的普遍

做法。在上游加設(shè)厭氧池,能夠為生物除磷提供先進行磷的釋

放,后進行磷的過度吸收的場所,同時提高了污泥的沉降性能。

在卡魯塞爾3000R系統(tǒng)中,厭氧區(qū)和前置反硝化區(qū)結(jié)合在一

起,創(chuàng)造出了一段持續(xù)低濃度的硝酸鹽區(qū)域,有助于對磷有富集

積累作用的微生物菌群的選擇,從而在很低的溫度下也能實現(xiàn)較

高的除磷率,值得借鑒。在氧化溝中也可設(shè)置多處厭氧段或者缺

氧段,實現(xiàn)更高程度的除磷效果[4]。多溝交替作為厭氧段或好氧

段,安排多種交叉運行方式,也可以有效提高除磷率,但要以優(yōu)良

的自控系統(tǒng)為前提。

3.2降低厭氧區(qū)的DO

設(shè)法限制進入?yún)捬踅佑|區(qū)的DO量,避免快速降解基質(zhì)被迅

速耗盡,保證貯磷菌所需的脂肪酸產(chǎn)生量,這是提高除磷率的關(guān)

鍵因素之一。降低進水DO值:在進水前先讓管網(wǎng)中的水在進處

理構(gòu)筑物前稍作停頓,避免管網(wǎng)中的DO帶入。進水的輸送盡量

使用密閉的設(shè)施或設(shè)備,不宜用開口的輸送設(shè)施。進水流量測量

部位避免帶入空氣。沉砂系統(tǒng)應避免造成跌水。減少厭氧區(qū)攪

拌器造成的渦流帶入空氣。

3.3減小硝態(tài)氮的影響

設(shè)法不讓硝態(tài)氮進入磷的釋放區(qū),是保證脫氮除磷互不干涉

的關(guān)鍵。通?？梢钥紤]在磷的釋放段前設(shè)置前置缺氧段,使反硝

·100·

化先行完成。一般來講,在夏季反硝化可以迅速完成,能夠保證

硝態(tài)氮以低濃度進入磷的釋放區(qū)。在負荷較高的處理系統(tǒng)中,必

須以控制泥齡的辦法限制硝化作用的發(fā)生程度,以避免硝態(tài)氮對

除磷的干擾。

3.4針對基質(zhì)的可獲得性問題

城市污水中,顆粒性有機物所占比例很大,因此采取措施將

這些顆粒性有機物轉(zhuǎn)化為VFA是一種重要的解決辦法。

3.5污泥處理時的嚴格管理

由于生物除磷系統(tǒng)的混合液處于厭氧狀態(tài)時會出現(xiàn)磷的明顯

釋放,因此污泥的處理需特別注意防止厭氧狀態(tài)的出現(xiàn)。可考慮

采取氣浮或以機械濃縮代替重力濃縮。另外,由于污泥消化和脫

水過程中產(chǎn)生的廢液含磷量可能會很大,因此不要輕易將此廢液

回流到主體處理構(gòu)筑物,而應采用化學法先行處理后再回流處理。

3.6停留時間的控制

生產(chǎn)實踐表明,對于氧化溝系統(tǒng),曝氣區(qū)的停留時間越短,不

曝氣區(qū)的停留時間越長,越有利于除磷。在能夠滿足系統(tǒng)處理目

標的前提下,好氧區(qū)的尺寸應盡量小一些。

厭氧區(qū)分格有助于降低溶解性有機物發(fā)酵所需的停留時間。

但是否采用分格方式,要綜合考慮所增加的攪拌器和分隔墻的設(shè)

置方便程度以及建設(shè)費用問題。

總之,傳統(tǒng)的氧化溝系統(tǒng)有著較多的不利于除磷的因素,但

通過加設(shè)厭氧池、降低厭氧區(qū)的DO、減小硝態(tài)氮的影響、提高基

質(zhì)的可獲得性、優(yōu)化污泥處理過程、優(yōu)化停留時間的設(shè)置等等方

法,并且綜合考慮設(shè)備改進的方便程度以及建設(shè)費用問題,提高

氧化溝系統(tǒng)的除磷和脫氮效率是有可能實現(xiàn)的。

參考文獻:

[1]鄭興燦,李亞新.污水除磷脫氮技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)

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[3]Comau,Y.,B.Rabinowitz,K.J.Hall,andW.K.Oidharn.

Phosp