倒置a的制作方法

文档序号:4832523阅读:331来源:国知局
专利名称:倒置a的制作方法
技术领域
该发明所属的技术领域污水生物处理系统工艺优化控制。
背景技术
倒置A2/O即缺氧-厌氧-好氧工艺。缺氧区放在工艺最前端,厌氧区置后。与传统理论关于生物除磷机理的认识不同,倒置A2/O工艺认为,聚磷微生物在厌氧条件下的释磷,是微生物当环境中存在某些易降解基质(如VFA等)时的一种自然的代谢现象。即使是在缺氧或好氧状态,只要有较多的此类物质存在,微生物同样会表现出释磷行为。就聚磷微生物过度吸磷能力而言,厌氧环境是必要的,而且具有十分重要的作用。在一定范围内,厌氧历时越长,厌氧的程度越充分,微生物过度吸磷的动力越大。而微生物厌氧有效释磷水平本身并不对其过度吸磷能力具有决定性影响。通过试验表明,将常规生物脱氮除磷工艺系统的厌氧、缺氧环境倒置,可明显改善系统的氮磷脱除效果。倒置工艺的提出,突破了传统思维,对促进生物除磷脱氮机理的突破有一定的理论意义,其理论主要内容是①缺氧区位于工艺首端,一方面优先满足反硝化碳源的需要,因而提高了系统的脱氮性能,另一方面使硝酸盐在前置的缺氧段充分反硝化,保证了后面良好的厌氧环境,提高释磷的充分性;②取消了内回流,所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程,具有“群体效应”,同时聚磷菌经过厌氧释磷后直接进入生化效率高的好氧环境,使其在厌氧状态下形成的吸磷动力得到充分利用,进一步提高了系统的除磷能力;③因为只有一套污泥回流系统,工艺流程简化,运行管理方便,占地面积减少;④最重要的是缺氧-厌氧-好氧工艺的流程与规模要求与传统处理工艺更加接近,方便在老厂改造,具有推广应用优势。
由于我国的城市污水中C/N比普遍偏低,回流硝酸盐对生物除磷的不利影响尤其明显;就满足国家《污水综合排放标准》(GB 18918-2002)来说,除磷的要求高,氨氮和总氮去除要求不太高,因此,倒置A2/O工艺非常适合这种需求。倒置A2/O工艺虽然解决了硝酸盐的问题,但工艺还存在以下不足首先存在活性污泥法的一些通病,如低温条件下系统硝化功能将大幅度降低;C/N与C/P值过低时脱氮除磷效果将受到影响;有毒有害废水会大大影响工艺的处理效果等;其次,有关脱氮除磷泥龄矛盾、好氧段同步硝化反硝化作用及其对系统除磷脱氮的影响、污泥回流比的选择对实际污水厂改造的影响以及改造前后系统能耗变化等方面的研究都还有待深入。因此,要进一步提高脱氮除磷效果必须对倒置A2/O工艺做出改进。

发明内容
由于我国城市污水中C/N比普遍偏低,本发明目的是针对污水厂进水碳源不足的现实情况,为了提高工艺脱氮除磷效果,调节进水C/N比为7、相应C/P比为75,考察系统氮、磷去除的效果。
倒置A2/O脱氮除磷工艺优化控制方法,其特征在于,调节进水C/N比为7、相应C/P比为75。
结果表明当进水TP、NH4+-N分别为3.9mg/L、41.04mg/L时,调节进水C/N比为7、相应C/P比为75后,系统出水TP、NH4+-N分别为0.21mg/L、0.69mg/L,出水的N、P均达到国家一级A排放标准,其中TP去除率95%,NH4+-N去除率98.3%,TN去除率66.5%。


图1碳源浓度对系统TP的影响图2碳源浓度对NO3--N的影响图3碳源浓度对NH4+-N的影响图4碳源浓度对氨氮和总氮去除率的影响具体实施方式
在缺氧/厌氧区水力停留时间101min;好氧区水力停留时间为385min,回流比120%的反应条件下,调节进水C/N比为7,相应的C/P比75,考察连续流系统的脱氮除磷效果。工艺其它参数二沉池沉淀时间83min;污泥龄8d;水温22-25℃。为了更形象说明C/N比为7,相应的C/P比75的有效处理效果,以C/N比为4,10,相应的C/P比26,75为对比试验进行分析说明。
得出以下结论①分析比较C/N比为4,7,10条件下的脱氮效果,得出C/N比7时的TN和NH4+-N的去除率最佳。
②分析与C/N比4,7,10相对应的C/P比26,75,97的释磷和聚磷效果,得出当C/P比>75时,厌氧阶段释磷量相差不大,变化很小,磷的去除效果相当,都在95.0%以上。
③综合各C/P比和C/N比的脱氮与除磷效果,总结出对于回流比R=120%时,进水C/N比7,对应的C/P比75时的处理效果最佳,TP去除率95%,NH4+-N去除率98.3%,TN去除率66.5%,出水的N、P均达到国家一级排放标准。
下面结合试验数据详细说明本发明1、碳源浓度对TP的影响图1中表示在三种C/P值下,系统都出现了厌氧阶段磷浓度上升(厌氧释磷),好氧阶段磷浓度下降(好氧聚磷)的典型磷变化现象。C/P值相对越高,污泥在缺氧/厌氧区的释磷量也相对变大。这一方面是因为聚磷菌吸收合成PHB越多,需要的能量越多,所以细胞内水解聚磷的量和释放的磷也就越多。另一方面因为充足的碳源可以很快减小回流污泥所带来的硝氮对磷释放的负面影响。当C/P值分别为75和97时,两者处理效果相当,磷的去除率都在95%以上,出水TP<0.5mgL,达到国家一级排放标准。这表明在此工艺条件下,C/P值为75时已经满足工艺对磷的去除,C/P值为97时,碳源相对过剩。从图1可以看出两者在101min的缺氧-厌氧期间,释磷效果很好;进入好氧阶段后,在250min时吸磷已经基本完成。其后吸磷能力进一步增强,TP浓度进一步降低,但磷的吸收速率明显降低。但是当C/P为26时,磷的去除效果不理想,去除率仅为40%。由图1可看出C/P为26时,缺氧段一开始的磷含量低于进水,这是因为回流污泥中硝酸盐浓度较高,由于碳源不足,反硝化阶段脱氮不充分造成NO3--N的累积(如图2所示),影响了聚磷菌对PHB合成,发生了磷的吸收现象,因而影响除磷。
2、碳源浓度对N的影响图2为不同的进水C/N值对NO3--N浓度的影响。C/N值越低,出水中的硝态氮浓度也越高。当C/N为4时,缺氧反应期间的硝态氮浓度急剧上升,观察不到反硝化现象。这是因为回流至缺氧区的大量硝氮不能得到去除所致。分析原因是由于系统内碳源不足,反硝化效果不好所导致,在厌氧结束时仍然有较多NO3--N剩余。而当C/N为7、10时,在缺氧区一开始时,由回流污泥所带来的NO3--N在得到充足的碳源后通过反硝化作用后,硝氮得到很好的去除,在40min时基本上被去除,并且当进水C/N比越大时,NO3--N去除的速率越快。此后由于好氧段的硝化作用,NO3--N浓度都有增加,而C/N为4时,因为缺氧段残留的NO3--N,致使其出水NO3--N高于其它C/N值系列,这个现象说明脱氮率降低是由碳源不足引起的。
图3是不同进水C/N值下NH4+-N的沿程变化情况。在C/N为4和7时,氨氮的去除率都比较高,均在98%以上。由图3可看出,缺氧段一开始的NH4+-N浓度下降,是因为污泥回流稀释浓度和污泥吸附作用。随着氨化作用的开始,NH4+-N浓度有所增加,随后作为氮源参与细胞的同化作用而消耗。在好氧段因为硝化作用以及同化作用急剧减少,因而变化较大。不同的是当C/N值10时,硝化效果不好,氨氮去除率低。分析其原因是当增加碳源使C/N值10时,污水中COD浓度过高,利用有机物为营养的异养菌超过自养型的硝化细菌而占优势生长,所以这种情况下系统内硝化作用不好,出水NH4+-N值急剧升高,从而影响总氮的去除效果。因此要严格控制进水的有机物浓度,在满足缺氧区对有机碳需要的前提下,使进入好氧区的浓度较低,以便保证好氧区中自养型的硝化细菌占优势生长,使硝化作用完全。
由上述NH4+-N及NO3--N浓度的变化情况,试验得出得到不同碳源浓度下的TN和NH4+-N的去除率,如图4所示。
由图3对NH4+-N的沿程变化情况的分析,除了C/N值10时由于硝化效果不好导致NH4+-N去除率低之外,C/N值4和7时的NH4+-N因为在缺氧以及厌氧阶段作为氮源参与细胞的同化作用而有所消耗,随后在好氧段因为硝化作用以及同化作用急剧减少,所以都有98%以上的去除率,两者对NH4+-N的去除率效果相当。但是TN去除率随着C/N值的升高而有明显升高,这是因为NOX--N的影响。C/N值10时因为NH4+-N转化效果不好,出水NH4+-N高导致TN去除率低。
权利要求
1.一种倒置A2/O脱氮除磷工艺优化控制方法,其特征在于,调节进水C/N比为7、C/P比为75。
全文摘要
倒置A
文档编号C02F3/30GK101074137SQ20071011806
公开日2007年11月21日 申请日期2007年6月28日 优先权日2007年6月28日
发明者李军, 宋玮华, 杨晓冬 申请人:北京工业大学
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