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      探析綜合污水處理廠深度脫氮運行的優(yōu)化

      2020-04-07 10:47:46劉躍昆
      科學大眾 2020年1期
      關鍵詞:運行優(yōu)化

      劉躍昆

      摘? ?要:綜合污水處理廠排放大量的工業(yè)廢水,難以實現(xiàn)深度脫氮,為此要在綜合污水處理廠提標改造的過程中,關注對工業(yè)廢水的脫氮處理,當前的三級生物脫氮處理技術消耗較多成本,要對A2/O+A/O工藝深度脫氮技術進行優(yōu)化,進行全流程診斷和中試優(yōu)化試驗,提出綜合污水處理廠深度脫氮的優(yōu)化策略,向POAN區(qū)投加碳源,改變微生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)位,提高適宜乙酸的反硝化菌豐度,提高深度脫氮的效率。

      關鍵詞:綜合污水處理廠;深度脫氮;運行;優(yōu)化

      在城市污水處理規(guī)模發(fā)展的過程中,城市污水的高效脫氮成為技術瓶頸,由于城市污水中的水質(zhì)復雜,對綜合污水處理廠的脫氮產(chǎn)生極大威脅,原有的A2/O工藝尚未充分發(fā)揮其脫氮的潛力,要充分認識A2O+A/O運行中的脫氮問題和潛力空間,重點探討綜合污水處理廠深度脫氮運行的優(yōu)化,較好地提升深度脫氮的效果。

      1? ? 綜合污水處理廠水解酸化作用及對碳源的影響

      綜合污水處理廠主要利用水解酸化技術進行污水預處理,通過酸化階段和產(chǎn)乙酸階段的厭氧生物處理過程,可以將不溶性有機物水解為溶解性有機物,使大分子降解有機物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、碳酸,提高污水的B/C比,成為脫氮反應中的有效碳源,提高綜合污水的脫氮效果。

      1.1? 實驗方法

      綜合污水處理廠的污水通過粗細格柵、沉砂的預處理,進入水解酸化池進行預處理,再進入生化單元進行處理,通過脈沖布水的高壓方式,使厭氧污泥懸浮于水解生化池的中間層,與污水產(chǎn)生水解酸化反應。樣品采集和水質(zhì)檢測主要包括:常規(guī)水質(zhì)檢測、水質(zhì)組分GC-MS分析、高通量測序分析等。

      1.2? 結(jié)果討論

      綜合污水的化學需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)濃度高、有機組分復雜,含有不易生物降解的苯類、脂類、棕櫚酸等產(chǎn)物,后續(xù)的生物處理和反硝化脫氮難度較大。為此采用水解酸化技術實現(xiàn)對難降解有機物的降解,提高綜合污水的可生化性和增加可利用碳源,通過水解酸化后的污水有機組分出現(xiàn)較大的改變,明顯降低綜合污水中的復雜有機物,如:Octathiocane由27.78%降至13.64%;芥酸酰胺由13.96%降至10.50%,明顯提高綜合污水的B/C比。在實際工藝運行中要充分考慮季節(jié)和水質(zhì)特征的因素,進行水解酸化運行的優(yōu)化控制:(1)旱季進水濃度較高時,可以明顯提高綜合污水的B/C比,為后續(xù)脫氮提供可利用碳源。(2)雨季進水濃度較低時,綜合污水不進入水解酸化池,而直接進入生物處理單元,避免水解酸化對可利用碳源的削減影響,提高后續(xù)反硝化脫氮效果[1]。

      2? ? 綜合污水處理廠的脫氮改良工藝及優(yōu)化策略分析

      面對當前綜合污水處理廠提標改造的趨勢,可以基于A2/O工藝開發(fā)A2/O+A/O的雙缺氧強化脫氮工藝,新增前置缺氧區(qū)(ANA)和后缺氧區(qū)(POAN),改變單一回流硝化液脫氮的方式,實現(xiàn)污水/污泥的反硝化脫氮,并在進水處設置多點配水分配碳源,對不同缺氧單元進行配水,在硝化液回流點也設置了多點回流,將缺氧區(qū)(AN)設置為三段獨立單元,并在好氧單元的首尾處添加兩個兼氧區(qū),能夠延長反硝化區(qū)的停留時間,靈活控制硝化液的DO,最大限度發(fā)揮生物處理功能。

      2.1? 實驗方法

      綜合污水處理廠的強化脫氮工藝采用改良型A2/O+A/O的雙缺氧強化脫氮工藝,包括6個單元,即:前缺氧區(qū)(PRAN)、厭氧區(qū)(ANA)、缺氧區(qū)(AN)、好氧區(qū)(AE)、后缺氧區(qū)(POAN)、后好氧區(qū)(POA),由PRAN區(qū)實現(xiàn)回流污泥的反硝化,由POAN區(qū)和POA區(qū)實現(xiàn)對未能回流的硝化液的反硝化脫氮,并由后缺氧單元中的碳源投加系統(tǒng)補充反硝化碳源。生化處理單元的設計總停留時間為25.5 h,前缺氧區(qū)(PRAN)、厭氧區(qū)(ANA)、缺氧區(qū)(AN)、好氧區(qū)(AE)、后缺氧區(qū)(POAN)、后好氧區(qū)(POA)的停留時間分別為:1.0 h,1.5 h,5.6 h,11 h,1.8 h,0.6 h。

      2.2? 結(jié)果討論

      綜合污水處理廠強化脫氮工藝對COD、TP具有良好且穩(wěn)定的處理效果,平均出水的COD質(zhì)量濃度為35.30 mg/L,平均出水的TP質(zhì)量濃度為0.17 mg/L,具有良好的穩(wěn)定性,有利于后續(xù)的生化好氧降解作用。同時,該工藝對于NH4+-N的處理效果較好,能夠產(chǎn)生徹底且相對穩(wěn)定的硝化反應,使NH4+-N的平均去除率達到99%,完全被硝化為NO3-N,這主要是由于污水在好氧區(qū)(AE)的停留時間較長,好氧泥齡達到11 d,因而使硝化反應徹底且穩(wěn)定,為后續(xù)的反硝化過程提供良好的反應條件。

      2.3? 深度脫氮優(yōu)化控制策略

      (1)硝化過程控制。要將綜合污水處理廠的出水NH4+-N質(zhì)量濃度控制在1 mg/L以內(nèi),確保硝化反應的完全。(2)反硝化過程控制。要重點控制反硝化過程的回流比、AN出水NO3-N質(zhì)量濃度、POAN對NO3-N的去除量等關鍵因子,一般來說,回流比應當控制在230%~450%;AN出水NO3-N質(zhì)量濃度應當控制在1 mg/L以內(nèi);POAN對NO3-N的去除量為3 mg/L,可以較好地滿足脫氮的要求。為了充分發(fā)揮改良工藝的靈活運行效果,可以適當調(diào)整曝氣量,控制DO,調(diào)節(jié)兼氧區(qū)運行方式,控制進水量,進行進水分配比例的適當調(diào)整,并改變多點回流并投加碳源,提高污水脫氮的效率和穩(wěn)定性[2]。

      3? ? 結(jié)語

      綜合污水處理廠深度脫氮運行采用A2/O+A/O的雙缺氧強化脫氮工藝,能夠提高深度脫氮運行效率和穩(wěn)定性,使出水TN達到1.06~5.80 mg/L,平均去除率達到89.1%。后續(xù)還要加強控制混合營養(yǎng)型反硝化反應條件,提高自養(yǎng)反硝化效率和TN去除率,深入研究工藝優(yōu)化與微生物之間的作用關系,進行特定微生物菌群的微觀調(diào)控。

      [參考文獻]

      [1]王帆,李軍,邊德軍,等.多級AO耦合流離生化工藝流量分配比優(yōu)化及脫氮機制[J].環(huán)境科學,2018(12):286-293.

      [2]任爭鳴,劉雪潔,蘇曉磊,等.硫自養(yǎng)反硝化深度脫氮中試研究[J].中國給水排水,2016(19):31-35.

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