。一般在厭氧區(qū)投加外碳源不僅能改善系統(tǒng)除磷效果
,而且可增強系統(tǒng)的反硝化潛能;但是若反硝化碳源嚴重不足致使系統(tǒng) TN 脫除欠佳時
, 應優(yōu)先考慮向缺氧區(qū)投加
。
2、倒置 A²/O 工藝及其改良工藝
傳統(tǒng) A²/O工藝以犧牲系統(tǒng)的反硝化速率為前提
,優(yōu)先考慮釋磷對碳源的需求
,而將厭氧區(qū)置于工藝前端,缺氧區(qū)后置
,忽視了釋磷本身并非除磷工藝的目的所在
。
從除磷角度分析可知,倒置 A²/O 工藝還具有 2 個優(yōu)勢:
“饑餓效應”
。PAOs厭氧釋磷后直接進入生化 效率較高的好氧環(huán)境
,其在厭氧條件下形成的攝磷驅(qū) 動力可以得到充分地利用。
“群體效應”
。允許所有 參與回流的污泥經(jīng)歷完整的釋磷
、攝磷過程。然而有研究者認為
,倒置 A2 /O 工藝的布置形式
。
3、JHB
、UCT 及改良 UCT 工藝
與分點進水倒置 A2 /O 工藝相比
,JHB(亦稱 A A2 /O 工藝) 和 UCT 工藝的設計初衷是通過改變外回流位點以解決硝酸鹽
、DO殘余干擾釋磷。
JHB 工藝中的氮素的脫除主要發(fā)生在污泥反硝化區(qū)和缺氧區(qū)
,且兩者的脫除量相當
, 污泥反硝化區(qū)的設置改變了氮素在各功能區(qū)的分配比例,使厭氧區(qū)能夠更好地專注于釋磷
。
JHB 工藝流程
與倒置 A2 /O 工藝相同
,對于低 C/N 進水而言, JHB 工藝污泥反硝化區(qū)的設置可能會引起后續(xù)各功能區(qū)的碳源不足
,為此也有必要采用分點進水方式
。
與倒置 A2 /O 工藝不同,UCT 工藝是在不改變傳統(tǒng) A2 /O 工藝各功能區(qū)空間位置的情況下
,污泥先回流至缺氧區(qū)
,使其經(jīng)歷反硝化脫氮后,再通過缺氧區(qū)的混合液回流至厭氧區(qū)
,避免了回流污泥中硝酸鹽
、DO 對厭氧釋磷的干擾。
UCT 工藝流程
在進水 C/N 適中的情況 下
,缺氧區(qū)的反硝化作用可使回流至厭氧區(qū)的混合液中硝酸鹽的含量接近于 0
;而當進水 C/N 較低時, UCT 工藝中的缺氧區(qū)可能無法實現(xiàn)氮的完全脫除
, 仍有部分硝酸鹽進入?yún)捬鯀^(qū)
,因此又產(chǎn)生了改良 UCT 工藝(MUCT)。
與 UCT 工藝相比
,MUCT 將傳統(tǒng) A2 /O 工藝中 的缺氧區(qū)分隔為 2 個獨立區(qū)域
,前缺氧區(qū)接受來自 二沉池的回流污泥,后缺氧區(qū)接受好氧區(qū)的硝化液
, 從而使外回流污泥的反硝化與內(nèi)回流硝化液的反硝 化完全分離
,進一步減少了硝酸鹽對厭氧釋磷的影響。
以MUCT工藝為主體工藝的流程圖
無論 UCT 還是 MUCT
,回流系統(tǒng)的改變強化了 厭氧
、缺氧的交替環(huán)境,使其與 JHB 一樣
,缺氧區(qū)容易富集反硝化 PAOs
,實現(xiàn)同步脫氮除磷。
03 兼顧 SRT 矛盾及“碳源競爭”工藝
1
、新型雙污泥脫氮除磷工藝
新型雙污泥脫氮除磷工藝(PASF)工藝也可謂是傳統(tǒng) A2/O 與曝氣生物濾池(BAF)的組合工藝
, 是以分相培養(yǎng)為基礎的雙泥系統(tǒng),能更好地滿足各功能微生物對環(huán)境
、營養(yǎng)物質(zhì)及生存空間的最佳需 求
。
在工藝設計及運行過程中
,通過縮短前端 A2 /O 工藝好氧區(qū)的 HRT,將硝化過程從中分離而順序“嫁接”于二沉池后端的 BAF
。
對于 PAOs 的厭氧釋磷而言
,因前端的污泥單元不承擔硝化功能,在理想條件下外回流污泥中不含有硝酸鹽
,為 PAOs 釋磷創(chuàng)造了良好的“壓抑”環(huán)境
,使其優(yōu)先利用原水中的 VFAs 類物質(zhì)合成 PHAs 并釋放磷;
再者
,也因長 SRT 硝化菌以生物膜形式固著生長在填料表面而短SRT 的 PAOs 和反硝化菌呈懸浮態(tài)生長在前端的污泥單元
,實現(xiàn)了硝化菌與反硝化菌、PAOs 等功 能微生物的 SRT 分離
,緩解了 SRT 矛盾
。
決定缺氧區(qū)反硝化效果的因素主要有2個:進入缺氧區(qū)的優(yōu)質(zhì)碳源(VFAs 和 PHAs)含量及來自 BAF 的內(nèi)回流硝化液中的硝酸鹽含量。
當進水 C/N 較高時
,硝酸鹽成為反硝化的限制因子,隨著內(nèi)回流比的增大缺氧區(qū)異養(yǎng)反硝化效果也相應提高
,但升高幅度卻呈遞減趨勢
;
而當進水 C/N 較低時,因碳源成為反硝化的限制因子
,根據(jù)異養(yǎng)反硝化菌和反 硝化 PAOs 對電子受體的競爭機制
,適當提高內(nèi)回 流硝酸鹽負荷的方式刺激反硝化聚磷菌(DPAOs) 的優(yōu)勢生長,使其以硝酸鹽為電子受體
,并以 PHAs 為電子供體進行同步反硝化脫氮除磷
,實現(xiàn)“一碳 兩用”,同時可節(jié)省系統(tǒng)的能耗
,減少污泥產(chǎn)量
。
2、雙循環(huán)兩相生物處理工藝
雙循環(huán)兩相生物處理工藝(BICT)是在序批式活性污泥法的基礎上
,增設獨立的生物膜硝化反應器
,使自養(yǎng)硝化菌與反硝化菌、PAOs 等異養(yǎng)菌分相培養(yǎng)
,以克服脫氮與除磷間的 SRT 矛盾及硝酸鹽
、 DO 干擾釋磷而開發(fā)的污水處理新工藝,其主體單元由厭氧生物選擇器
、序批式懸浮污泥主反應器
、生物膜硝化反應器組成。
BICT工藝流程圖
該工藝正常運行時主要完成 4 個操作過程:
1) 進水
、曝氣攪拌 污泥回流
原水與沉淀池的回流污泥在厭氧生物選擇器內(nèi)混合接觸
,借助高負荷梯 度產(chǎn)生的“選擇壓力”篩選出具有良好絮凝性的細 菌
,并使 PAOs 厭氧釋磷。此時
,主反應器在曝氣攪 拌的作用下
,完成 COD 的去除及 PAOs 的超量攝磷;
2)缺氧攪拌 硝化液回流
主反應器接受來自生物膜反應器的硝化液
,在機械攪拌作用下
,完成反硝化脫氮,同時被擠出的混合液進入沉淀池
,經(jīng)沉淀分離后上清液進入生物膜硝化反應器
;
3)再曝氣(可選做)
吹脫污泥中包裹的氮氣以利于泥水分離,也 可強化 PAOs 的好氧攝磷
;
4)靜止沉淀
、潷水
靜止沉淀的同時排出富磷污泥。此工藝獨立硝化反應單元的設置消除了 SRT 與 硝化的高度關(guān)聯(lián)性
,SRT 不再是影響系統(tǒng)脫氮效率 的限制因子
。
3、BCFS 工藝
BCFS 工藝(Biologische Chemische Fosfaat Stikstof verwijdering) 可實現(xiàn)磷的完全去除和氮的最佳脫除
。
BCFS工藝流程圖
與 UCT 工藝相比
,BCFS 工藝在主流線上增設2個反應區(qū)——接觸區(qū)和混合區(qū)。
介于厭氧區(qū)與缺 氧區(qū)之間的接觸區(qū)相當于第 2 選擇池
,可以有效控 制絲狀菌的異常生長
,防止污泥膨脹的發(fā)生;另外
, 也因回流污泥先回流于此進行反硝化脫氮反應
,給 PAOs 厭氧釋磷營造了良好的“壓抑”環(huán)境。
介于缺氧區(qū)與好氧區(qū)之間的混合區(qū)相當于一個“機動單元”
, 可通過曝氣系統(tǒng)的啟閉靈活地控制其前端好氧區(qū)和后端缺氧區(qū)的氧化還原電位
,也可在低 C/N 條件下誘導反硝化 PAOs 成為優(yōu)勢菌群而發(fā)揮同步脫氮除磷,實現(xiàn)“一碳兩用”
。
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