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水處理設(shè)備-污水廠的脫氮除磷問題有3種處理方案

   傳統(tǒng) A2/O 工藝是一項具有脫氮除磷功用的典型污水處理技能，這個工藝結(jié)構(gòu)簡略、水力停留時間（HRT）短且易于操控，多數(shù)污水廠都是采用傳統(tǒng) A2/O 工藝進(jìn)行污水處理。 然而，生物脫氮除磷的進(jìn)程中涉及硝化、反硝化、攝磷和釋磷等多個生化進(jìn)程，而每個進(jìn)程對微生物組成、基質(zhì)類型及環(huán)境條件的要求存在許多差異。 在傳統(tǒng)A2/O工藝的單泥體系中高效地完結(jié)脫氮和除磷兩個進(jìn)程，就會發(fā)作各種對立沖突，水處理設(shè)備比如泥齡的對立、碳源競賽、硝酸鹽及溶解氧（DO）剩余攪擾等。 傳統(tǒng)A2O工藝存在的對立 01 污泥齡對立 傳統(tǒng)A2/O工藝歸于單泥體系，聚磷菌（PAOs）、 反硝化菌和硝化菌等功用微生物混合生善于同一體系中，而各類微生物完結(jié)其功用最大化所需的泥齡不同： 1）自養(yǎng)硝化菌與普通異養(yǎng)好氧菌和反硝化菌比較，硝化菌的代代周期較長，欲使其成為優(yōu)勢菌群， 需操控體系在長泥齡狀況下運轉(zhuǎn)。冬天體系具有杰出硝化作用時的污泥齡（SRT）需操控在 30d 以 上；即使夏日，若 SRT＜5 d，體系的硝化作用將顯得極其弱小 。 2）PAOs 屬短代代周期微生物，乃至其最大代代周期（Gmax）都小于硝化菌的最小代代周期（Gmin）。 從生物除磷視點剖析富磷污泥的排放是完結(jié)體系磷減量化的唯一途徑。 若排泥不及時，一方面會因 PAOs 的內(nèi)源呼吸使胞內(nèi)糖原 （Glycogen）耗費殆盡，進(jìn)而影響厭氧區(qū)乙酸鹽的吸收及聚 -β- 羥基烷酸（PHAs）的貯存，體系除磷率下降，嚴(yán)峻時乃至構(gòu)成富磷污泥磷 的二次開釋；另一方面，SRT 也影響到體系內(nèi) PAOs 和聚糖菌（GAOs） 的優(yōu)勢成長。 在 30 ℃的長泥齡（SRT≈ 10 d）厭氧環(huán)境中，GAOs 對乙酸鹽的吸收速率高于PAOs，水處理設(shè)備使其在體系中占主導(dǎo)地位，影響 PAOs 釋磷行為的充分發(fā)揮。 02 碳源競賽及硝酸鹽和 DO 剩余攪擾 在傳統(tǒng)A2/O脫氮除磷體系中，碳源首要耗費于釋磷、反硝化和異養(yǎng)菌的正常代謝等方面，其中釋磷和反硝化速率與進(jìn)水碳源中易降解部分的含量有很大關(guān)系。一般來說，要一起完結(jié)脫氮和除磷兩個過 程，進(jìn)水的碳氮比（BOD5 /ρ(TN)）＞4～5，碳磷比（BOD5 /ρ(TP)）＞20～30。 當(dāng)碳源含量低于此刻，因前端厭氧區(qū) PAOs 吸收進(jìn)水中揮發(fā)性脂肪酸（VFAs）及醇類等易降解發(fā)酵產(chǎn)物完結(jié)其細(xì)胞內(nèi) PHAs 的組成，使得后續(xù)缺氧區(qū)沒有滿足的優(yōu)質(zhì)碳源而按捺反硝化潛力的充分發(fā) 揮，下降了體系對 TN 的脫除功率。 反硝化菌以內(nèi)碳源和甲醇或 VFAs 類為碳源時的反硝化速率分別為 17～48 、120～900 mg/(g·d)。因反硝化不徹底而剩余的硝酸鹽隨外回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，反硝化菌將優(yōu)先于 PAOs 使用 環(huán)境中 的有機物進(jìn)行反硝化脫氮，攪擾厭氧釋磷的正常進(jìn)行，最終影響體系對磷的高效去除。 一般， 當(dāng)厭氧區(qū)的 NO3-N 的質(zhì)量濃度＞1.0 mg/L 時，會對 PAOs 釋磷發(fā)生按捺，當(dāng)其達(dá)到 3～4 mg/L 時，PAOs 的釋磷行為簡直徹底被按捺，釋磷（PO4 3--P）速率降 至 2.4 mg/(g·d)。 依照回流方位的不同，溶解氧（DO）剩余攪擾首要包括： 1）從分子態(tài)氧（O2）和硝酸鹽（NO3-N） 作為電子受體的氧化產(chǎn)能數(shù)據(jù)剖析，以 O2 作為電子受體的產(chǎn)能約為 NO3-N 的 1.5 倍，因而當(dāng)體系中一起存在 O2 和 NO3-N 時，反硝化菌及普通異養(yǎng)菌將 優(yōu)先以 O2 為電子受體進(jìn)行產(chǎn)能代謝。 2）氧的存在破壞了 PAOs 釋磷所需的“厭氧壓抑”環(huán)境，致使厭氧菌以 O2 為終電子受體而按捺其發(fā)酵產(chǎn)酸作用，妨礙磷的正常開釋，一起也將導(dǎo)致好氧異養(yǎng)菌與 PAOs 進(jìn)行碳源競賽。 一般厭氧區(qū)的 DO 的質(zhì)量濃度應(yīng)嚴(yán)格操控在 0.2 mg/L 以下。從某種意義上來說硝酸鹽及 DO 剩余攪擾釋磷或反硝化進(jìn)程歸根仍是功用菌對碳源的競賽問題。 傳統(tǒng)A2O工藝改進(jìn)戰(zhàn)略剖析 01 根據(jù) SRT 對立的復(fù)合式 A2/O工藝在傳統(tǒng)A2/O工藝的好氧區(qū)投加浮動載體填料， 使載體外表附著成長自養(yǎng)硝化菌，而 PAOs 和反硝化菌則處于懸浮成長狀況，這樣附著態(tài)的自養(yǎng)硝化菌的 SRT 相對獨立，其硝化速率受短 SRT 排泥的影響較小，乃至在必定程度上得到強化。 懸浮污泥 SRT、填料投配比及投配方位的挑選不只要考慮硝化的增強程度，還要考慮懸浮態(tài)污泥 含量下降對體系反硝化和除磷的負(fù)面影響。 載體填料的投配并不意味可大起伏增加體系排泥量，縮短懸浮污泥 SRT 以進(jìn)步體系除磷功率；相反，SRT 的 縮短或許下降懸浮態(tài)污泥（MLSS）含量，然后影響 體系的反硝化作用，乃至構(gòu)成除磷效 果惡化。 研討表明，當(dāng)懸浮污泥 SRT 操控為 5 d 時，復(fù)合式A2/O工藝的硝化作用與傳統(tǒng)A2/O工藝比較， 兩者的硝化作用無明顯差異，復(fù)合式A2/O工藝的載 體填料不能徹底獨登時發(fā)揮其硝化功用；若再下降 懸浮污泥 SRT 則因體系懸浮污泥含量的下降致使 硝酸鹽堆集，影響厭氧磷的正常開釋。 

   根據(jù)“碳源競賽”視點的工藝 處理傳統(tǒng)A2/O工藝碳源競賽及其硝酸鹽和 DO 剩余攪擾釋磷或反硝化的問題，首要集中在 3 方面： 針對碳源競賽采納的處理戰(zhàn)略，如彌補外碳源、反硝化和釋磷 重新分配碳源（如倒置A2/O工藝）等； 處理硝酸鹽攪擾釋磷提出的工藝變革，如 JHB、UCT、MUCT 等工藝； 針對 DO 剩余攪擾釋磷、反硝化的問題， 可在好氧區(qū)結(jié)尾增設(shè)適當(dāng)容積的“非曝氣區(qū)”。 1、彌補外碳源 彌補外碳源是在不改變原有工藝池體結(jié)構(gòu)及各功用區(qū)次序的狀況下，針對短期內(nèi)因水質(zhì)動搖引起碳源不足而提出的應(yīng)急辦法。一般供挑選的碳源可分為 2 類： 1）甲醇、乙醇、葡萄糖和乙酸鈉等有機化合物； 2）可代替有機碳源，如厭氧消化污泥上清液、 木屑、牲畜或家禽糞便及含高碳源的工業(yè)廢水等。相對糖類、纖維素等高碳物質(zhì)而言，因微生物以低分子碳水化合物（如，甲醇、乙酸鈉等）為碳源進(jìn) 行組成代謝時所需能量較大，使其更傾向于使用此類碳源進(jìn)行分解代謝，如反硝化等。 任何外碳源的投加都要使體系閱歷必定的適應(yīng)期，方可達(dá)到預(yù)期的作用。 針對要處理的對立主體挑選適宜的碳源投加點對體系的安穩(wěn)運轉(zhuǎn)和節(jié)能降耗至關(guān)重要。 一般在厭氧區(qū)投加外碳源不只能改進(jìn)體系除磷作用，而且可增強體系的反硝化潛能；可是若反硝化碳源嚴(yán)峻不 足致使體系 TN 脫除欠佳時， 應(yīng)優(yōu)先考慮向缺氧區(qū)投加。 2、倒置A2/O工藝及其改進(jìn)工藝 傳統(tǒng)A2/O工藝以犧牲體系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意圖地點。 從除磷視點剖析可知，倒置A2/O工藝還具有 2 個優(yōu)勢： “饑餓效應(yīng)”。PAOs厭氧釋磷后直接進(jìn)入生化 功率較高的好氧環(huán)境，其在厭氧條件下構(gòu)成的攝磷驅(qū) 動力能夠得到充分地使用。 “群體效應(yīng)”。答應(yīng)一切 參與回流的污泥閱歷完好的釋磷、攝磷進(jìn)程。 然而有研討者認(rèn)為，倒置 A2 /O 工藝的布置形式。 3、JHB、UCT 及改進(jìn) UCT 工藝 與分點進(jìn)水倒置 A2 /O 工藝比較，JHB（亦稱 A+ A2 /O 工藝） 和 UCT 工藝的規(guī)劃初衷是經(jīng)過改變外回流位點以處理硝酸鹽、DO剩余攪擾釋磷。 JHB 工藝中的氮素的脫除首要發(fā)作在污泥反硝化區(qū)和缺氧區(qū)，且兩者的脫除量相當(dāng)， 污泥反硝化區(qū)的設(shè)置改變了氮素在各功用區(qū)的分配比例，使厭氧區(qū)能夠更好地專心于釋磷。 1.jpg 與倒置 A2 /O 工藝相同，關(guān)于低 C/N 進(jìn)水而言， JHB 工藝污泥反硝化區(qū)的設(shè)置或許會引起后續(xù)各功用區(qū)的碳源不足，為此也有必要采用分點進(jìn)水方法。 與倒置 A2 /O 工藝不同，UCT 工藝是在不改變傳統(tǒng) A2 /O 工藝各功用區(qū)空間方位的狀況下，污泥先回流至缺氧區(qū)，使其閱歷反硝化脫氮后，再經(jīng)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 對厭氧釋磷的攪擾。 2.jpg 在進(jìn)水 C/N 適中的狀況 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(dāng)進(jìn)水 C/N 較低時， UCT 工藝中的缺氧區(qū)或許無法完結(jié)氮的徹底脫除， 仍有部分硝酸鹽 進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，因而又發(fā)生了改進(jìn) UCT （MUCT）。

    與 UCT 工藝比較，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)承受來自 二沉池的回流污泥，后缺氧區(qū)承受好氧區(qū)的硝化液， 然后使外回流污泥的反硝化與內(nèi)回流硝化液 的反硝 化徹底別離，進(jìn)一步削減了硝酸鹽對厭氧釋磷的影響。 無論 UCT 仍是 MUCT，回流體系的改變強化了 厭氧、缺氧的交替環(huán)境，使其與 JHB 相同，缺氧區(qū)簡單富集反硝化 PAOs，完結(jié)同步脫氮除磷。 03 兼顧 SRT 對立及“碳源競賽”工藝 1、新式雙污泥脫氮除磷工藝 新式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， 是以分相培育為基礎(chǔ)的雙泥體系，水處理設(shè)備能更好地滿足各功用微生物對環(huán)境、營養(yǎng)物質(zhì)及生存空 間的最佳需 求。 在工藝規(guī)劃及運轉(zhuǎn)進(jìn)程中，經(jīng)過縮短前端 A2 /O 工藝好氧區(qū)的 HRT，將硝化進(jìn)程從中別離而次序“嫁接”于二沉池后端的 BAF。 關(guān)于 PAOs 的厭氧釋磷而言，因前端的污泥單元不承當(dāng)硝化功用，在抱負(fù)條件下外回流污泥中不含有硝酸鹽，為 PAOs 釋磷發(fā)明了杰出的“壓抑”環(huán)境，使其優(yōu)先使用原水中的 VFAs 類物質(zhì)組成 PHAs 并開釋磷； 再者，也因長 SRT 硝化菌以生物膜形式固著成長在填料外表而短SRT 的 PAOs 和反硝化菌呈懸浮態(tài)成長在前端的污泥單元，完結(jié)了硝化菌與反硝化菌、PAOs 等功 能微生物的 SRT 別離，緩解了 SRT 對立。 決定缺氧區(qū)反硝化作用的因素首要有2個：進(jìn)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(dāng)進(jìn)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)反硝化作用也相應(yīng)進(jìn)步，但升高起伏卻呈遞減趨勢； 而當(dāng)進(jìn)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 對電子受體的競賽機制，適當(dāng)進(jìn)步內(nèi)回 流硝酸鹽負(fù)荷的方法刺激反硝化聚磷菌（DPAOs） 的優(yōu)勢成長，使 其以硝酸鹽為電子受體，并以 PHAs 為電子供體進(jìn)行同步反硝化脫氮除磷，完結(jié)“一碳 兩用”，一起可節(jié)省體系的能耗，削減污泥產(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(chǔ)上，增設(shè)獨立的生物膜硝化反響器，使自養(yǎng)硝化菌與反硝化菌、PAOs 等異養(yǎng)菌分相培育，以克服脫氮與除磷間的 SRT 對立及硝酸鹽、 DO 攪擾釋磷而開發(fā)的污水處理新工藝，其主體單元由厭氧生物挑選器、序批式懸浮污泥主反響器、生物膜硝化反響器組成。 4.jpg 該工藝正常運轉(zhuǎn)時首要完結(jié) 4 個操作進(jìn)程： 1） 進(jìn)水、曝氣攪拌 + 污泥回流 原水與沉積池的回流污泥在厭氧生物挑選器內(nèi)混合觸摸，借助高負(fù)荷梯 度發(fā)生的“挑選壓力”挑選出具有杰出絮凝性的細(xì) 菌，并使 PAOs 厭氧釋磷。此刻，主反響器在曝氣攪 拌的作用下，完結(jié) COD 的去除及 PAOs 的過量攝磷； 2）缺氧攪拌 + 硝化液回流 主反響器承受來自生物膜反響器的硝化液，在機械攪拌作用下，完結(jié)反硝化脫氮，一起被擠出的混合液進(jìn)入沉積池，經(jīng)沉積別離后上清液進(jìn)入生物膜硝化反響器； 3）再曝氣（可選做） 吹脫污泥中包裹的氮氣以利于泥水別離，也 可強化 PAOs 的好氧攝磷； 4）停止沉積、潷水 停止沉積的一起排出富磷污泥。 此工藝獨立硝化反響單元的設(shè)置消除了 SRT 與 硝化的高度關(guān)聯(lián)性，SRT 不再是影響體系脫氮功率 的限制因子。 3、BCFS 工藝 BCFS 工藝（Biologische Chemische Fosfaat Stikstof verwijdering） 可完結(jié)磷的徹底去除和氮的最佳脫除。 5.jpg 與 UCT 工藝比較，BCFS 工藝在干流線上增設(shè)2個反響區(qū)——觸摸區(qū)和混合區(qū)。 介于厭氧區(qū)與缺 氧區(qū)之間的觸摸區(qū)相當(dāng)于第 2 挑選池，能夠有效控 制絲狀菌的反常成長，避免污泥脹大的發(fā)作；別的， 也因回流污泥先回流于此進(jìn)行反硝化脫氮反響，給 PAOs 厭氧釋磷營建了良 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(dāng)于一個“機動單元”， 可經(jīng)過曝氣體系的啟閉靈活地操控其前端好氧區(qū)和后端缺氧區(qū)的氧化復(fù)原電位，也可在低 C/N 條件下誘導(dǎo)反硝化 PAOs 成為優(yōu)勢菌群而 發(fā)揮同步脫氮除磷，完結(jié)“一碳兩用”。 70%污水廠的脫氮除磷問題，能夠看這3種處理方案

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