改良AM²/O工藝對生活污水脫氮除磷效果的研究

摘#8195;要 生活污水中污染的嚴重程度希望通過工藝水平的提高來脫除水體中的氮磷。本文基于硝酸鹽干擾釋磷和碳源不足的思路，主要介紹了改良型A2/O系統(tǒng)的工藝，然后分析了改良系統(tǒng)的脫氮除磷的效果，其結(jié)果可以達到國家污染物排放的一級A標準。

關(guān)鍵詞 改良A2/O工藝；脫氮除磷；效果分析

中圖分類號 X7 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0188-01

隨著我國城市化、工業(yè)化的不斷發(fā)展，人民的生活水平的不斷提高，導致城市生活污水管網(wǎng)收集的原污水中含有大量的氮磷等污染物。這使得水體之中的氮、磷含量快速增加，過高氮磷含量的水體叫做富營養(yǎng)化水體。而在這樣的富營養(yǎng)化水體中可以繁殖和生長大量的藻類等浮游的植物。這些藻類一般在水體的表層上生長著，它們在進行光合作用時釋放出的氧氣卻溶解在水體的表層之中，當表層的水體中氧的溶解程度達到飽和的時候，就會妨礙與大氣的復氧作用，與此同時已經(jīng)死亡的藻類會被水中微生物進行分解，而消耗水體中很多的氧氣，由此產(chǎn)生水體的缺氧狀態(tài)，進一步的導致水中生物因為缺氧窒息而大量死亡。而藻類在繁殖生長的過程中也會排出大量含有有毒的物質(zhì)，這也導致了水中生物因為中毒而死亡。同時，死亡的藻類在腐爛分解的過程中要產(chǎn)生甲烷、硫化氫等氣體，這使得水體容易變成濃重的臭味。

可見，水體中的富營養(yǎng)化帶來了非常不好的影響，嚴重的還會造成很大的經(jīng)濟損失。有資料表明，我國生活水體和工業(yè)水體中存在比較嚴重的富營養(yǎng)化；在過去的三十多年時間里，我國富營養(yǎng)化水體的數(shù)量已經(jīng)達到了90%左右，受到污染的湖泊類型從城市小湖泊進而發(fā)展到城市的大中型湖泊；而且受到污染的湖泊總面積迅速增加，從開始的135平方公里快速增加到現(xiàn)在的1.4萬平方公里。如此嚴重的污染就希望通過工藝水平的提高去除水體中的氮磷，從而達到凈化水體的目的。本文主要分析了改良型A2/O系統(tǒng)的工藝及其脫氮除磷的效果。

1 改良型A2/O工藝分析

傳統(tǒng)的A2/O工藝存在著硝酸鹽干擾厭氧釋磷、碳源競爭、泥齡矛盾等多種問題和矛盾。為此，對傳統(tǒng)的A2/O工藝進行改良是很多研究者要做的，其思路具體體現(xiàn)在：第一增加反硝化功能池或者改變回流的方式，從而控制硝酸鹽的含量；第二采用了雙污泥的系統(tǒng)，徹底分離硝化菌與聚磷菌，這樣在泥齡方面就解決了反硝化菌與聚磷菌的矛盾；第三采用了反硝化除磷的工藝，從而達到“一碳兩用”的目的，并通過最為有效和經(jīng)濟的方式來解決碳源的不充足。

本文基于硝酸鹽干擾釋磷和碳源不足的思路，提出了改良型的A2/O工藝。這種改良型的主要是在厭氧池與缺氧池中間多出了選擇池，這樣就可以接收回流的污泥而且通過反硝化來消耗其中的硝酸鹽，與此同時增加了混合液回流系統(tǒng)，使得從缺氧池回流到厭氧池來穩(wěn)定厭氧池的污泥濃度，同時在缺氧池借助富集反硝化的聚磷菌來達到反硝化除磷的作用，從而碳源不足得到解決。

2 改良系統(tǒng)的裝置

改良型A2/O工藝的系統(tǒng)裝置主要有厭氧池、選擇池、缺氧池、好氧池（兩個）、二沉池等。

3 改良系統(tǒng)的啟動

本文中使用的接種污泥主要來自本地污水處理廠中通過A/O工藝而得到的剩余污泥。這些污泥中含有大量的硝化菌而聚磷菌卻很少。在改良系統(tǒng)啟動過程中，有關(guān)的工藝參數(shù)以及主要的水質(zhì)指標如表1、表2所示。

4 改良系統(tǒng)的脫氮除磷效果

4.1 除磷的效果

當反應(yīng)器開啟了一周之后，其中污泥的濃度也達到了要求的程度，采集數(shù)據(jù)則從第二周開始。因為接種的污泥之中含有很少的聚磷菌，所以在數(shù)據(jù)采集的第一周之內(nèi)厭氧池中就沒有釋磷量，而TP去除率平均也只有7.5%左右。這個階段去除TP很大程度還是依賴于微生物的同化作用，不過在15天之后厭氧池中就開始出現(xiàn)了釋磷的現(xiàn)象，而且系統(tǒng)運行的時間越長，其中厭氧釋磷量也越高。數(shù)據(jù)顯示，到了第16天時其中的釋磷量只有7.35 mg/l，而到了第30天的時候就達到了22.9 mg/l，這樣除磷的效率從20%提升為82%，由此說明了反應(yīng)器中逐漸培養(yǎng)了聚磷菌，其數(shù)量增加不少。當系統(tǒng)運行30天之后，除磷的效果就穩(wěn)定了，在第30天到第60天期間其厭氧釋磷量平均值是23.9 mg/l，這樣平均的TP去除率就是94.9%；同時缺氧區(qū)中也發(fā)生了反硝化吸磷的情況，其缺氧的平均吸磷量達到4.7 mg/l，這個數(shù)值占到了總吸磷量的33%多，而出水區(qū)TP的濃度也小于了0.47 mg/l，這就達到了污水處理一級A標準（GB18918-2002）。

圖1 TP去除率與時間的關(guān)系

該改良系統(tǒng)因為回流污泥中較高濃度的硝酸鹽無法進入到厭氧區(qū)中，這樣的混合液中其硝酸鹽的濃度就較低，所以能夠在厭氧區(qū)中保證一個嚴格的厭氧環(huán)境，這提供了良好的聚磷菌釋磷的條件?？梢?，和傳統(tǒng)的A2/O工藝相比較，改良系統(tǒng)厭氧釋磷效果更好，試驗中厭氧釋磷量大致是進水TP濃度的4到5倍，這個數(shù)字很好地反映了系統(tǒng)去除TP的總體效果。

圖2 TN去除率與時間的關(guān)系

4.2 脫氮的效果

改良系統(tǒng)去除TN效果在進水啟動階段TN的濃度為45.7 mg/l-67.3 mg/l，其平均的TN濃度是53.4 mg/l，而平均的氨氮濃度是44.9 mg/l，具體的如表2所示。可見，在啟動時，改良系統(tǒng)的脫氮效果不是好的，TN的去除率只有57.8%，平均出水的TN濃度達到20.5 mg/l，這比國家一級A排放標準（GB18918-2002）還高。不過，啟動時間的增加，其硝化效果就好轉(zhuǎn)了，出水硝酸鹽也會升高，而出水的氨氮濃度卻很好下降；當啟動到第20天后該系統(tǒng)的脫氮效果就獲得了穩(wěn)定，其平均去除TN率可以有77.8%（如圖2所示），而平均的出水TN的濃度則降至到11.8 mg/l，這明顯比國家污染物排放一級A標準更低，說明了改良系統(tǒng)具有較好的硝化效果。

參考文獻

[1]陳曉江.我國城市湖泊富營養(yǎng)化狀況與監(jiān)測[J].科技信息，2010，5:41-465.

[2]李楠，王秀衡，任南琪，等.我國城鎮(zhèn)污水處理廠脫氮除磷工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].給水排水，2008，34(3):39-42．

[3]張立成，傅金祥，李冬，等.廢水生物除磷電子受體及工藝研究進展[J].工業(yè)用水與廢水，2009，1(40):1-4．