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3、硝酸盐问题
在常规A2/O工艺中,由于厌氧区在前,回流污泥不可避免地将一部分硝酸盐带入该区.硝酸盐的存在严重影响了聚磷蓖的释磷效率,尤其当进水中VFA较少,污泥的含磷量又不高时,硝酸盐的存在甚至会导致聚磷菌直接吸磷.所以在常规A2/O工艺框架下,如何避免硝酸盐进入厌氧区干扰释磷一度成为研究热点,并围绕这一问题产生了诸如UCT工艺,JHB工艺,EASC工艺等,其中最著名的应属UCT工艺(如图4) 。 解决硝酸盐问题的关键是如何在回流污泥进入厌氧区之前,设法将其携带的硝酸盐消耗掉.一种方法是在回流污泥进入厌氧区之前,先进处一个附设的缺氧池,在这个缺氧池中回流污泥携带的硝酸盐利用污泥本身的碳源反硝化。由于没有外加碳源, 这种反硝化实际上多属内源代谢, 因此反硝化速率不高。作为对第一种方法的改进, 另一种方法通过投加外加碳源或引入一部分污水来提高附设缺氧池的反应速率。 UCT 工艺另辟蹊径, 把常规 A2/ O 工艺的缺氧区分为前后两个部分( 如图 4) 。内循环 1 将硝化液从好氧区( O) 回流至缺氧区( A2) , 内循环2将A2区前部的混合液循环至A1区, 回流污泥不是直接进入A1区, 而是先进入A2区前部。这种作法实际上是划出一个小的缺氧区专门消耗回流污泥中的硝酸盐, 故避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧区的冲击,改善了聚磷菌的释磷环境。但是, 进入A2区前部的回流污泥实际上只有一小部分由内循环2运至A1区, 其余大部分未经释磷直接进入后续工艺。也就是说, 在所排除的剩余污泥中只有一小部分经历了完整的释磷、吸磷全过程, 其实际除磷效果可能因此而大受影响。常规A2/O工艺实际上也存在类似缺陷。 4、系统的硝化和反硝化容量问题 硝化和反硝化是生物除磷脱氮系统密不可分的两个过程。硝化不充分, 出水氨氮必然升高, 反硝化能力也发挥不出来; 反硝化不充分出水硝酸盐就会上升。怎样配置恰当的硝化和反硝化容量, 充分发挥它们的潜力, 是脱氮除磷工艺设计和运行的一个重要问题。系统的硝化和反硝化能力首先是决定于各自相应区域的水力停留时间( 或有效容积) 。对于城市污水来说, 一般夏季的反硝化和硝化分别需要 1~ 2h和 3~ 4h, 考虑冬季低温的影响通常确定反硝化时间为2~3h, 硝化时间为5~ 6h。决定硝化和反硝化能力的第二个因素是工艺布置形式。例如和常规 A2/O工艺相比, 缺氧区前置的倒置A2/ O工艺可明显提高系统反硝化能力。而在好氧区适当投放填料则会提高系统的硝化能力。 通过改变运行参数也可以对系统的硝化和反硝化能力进行调整。延长泥龄, 加强曝气和搅拌, 有利于提高好氧区的硝化能力; 适当缩短泥龄, 降低溶解氧水平, 则有利于提高系统的反硝化能力。 对于前置反硝化来说, 内循环比是十分重要的运行参数, 对硝化、反硝化以及释磷、吸磷都有重要影响。表面上, 内循环是把硝化液从硝化区回流至反硝化区。在一定范围内, 内循环比越大, 出水硝酸盐越少。但是, 内循环给系统带来的一个不可忽视的问题是, 硝化液中的溶解氧对缺氧环境具有破坏作用。当存在溶解氧时, 脱氮菌总是优先利用游离氧作为电子受体氧化有机物, 反硝化过程因而被阻碍。而且, 随着内循环加大, 系统中的短流现象也会越来越明显。所以即使不考虑动力消耗, 内循环比也不宜过大。此外, 对于常规 A2/ O 工艺, 若内循环比过大, 则参与释磷吸磷过程的污泥比例将会严重减少, 影响除磷效率。因此, 对于一定的工艺系统,内循环比应有一个恰当的范围, 并随水质、水量和温度的变化而适当调整。 5、释磷与吸磷的容量问题 释磷和吸磷是相互关联的两个过程。一般认为, 聚磷菌只有经过充分的厌氧环境并释磷才能更好地吸磷, 而且, 也只有吸磷良好的聚磷菌才会在厌氧或缺氧条件下大量释磷。关于释磷、吸磷的机理至今还有许多方面尚未研究清楚。对于运行良好 城市污水生物脱氮除磷系统来说, 一般夏季的释磷和吸磷时间分别需要115~ 215h和2~ 3h, 冬季低温环境下两者所需的时间均应适当延长。 在 A2/O工艺中, 吸磷和硝化是同步进行的, 而硝化时间较长, 故吸磷容量通常不成问题。从系统的角度看, 微生物的厌氧释磷过程似更为关键。以往关于厌氧释磷过程时间的确定, 多是就释磷本身以释磷曲线为依据进行研究的。但是, 释磷并不是处理系统的最终目的, 当把释磷和吸磷过程以及最终的除磷效果联系起来进行考察时就会发现, 单纯按照上述方法来确定厌氧区的HRT是不充分的。根据有关厌氧历时对除磷效率影响的研究表明: 在一定范围内, 适当延长厌氧反应时间, 降低厌氧区氧化还原电位, 可以明显提高系统的除磷效率。因此, 脱氮除磷工艺厌氧区的HRT 还应进一步延长, 例如夏季采用2~3h, 冬季采用3~4h。
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