短程硝化-厭氧氨氧化脫氮工藝研究

江 海 曾毅夫

(凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?， 長(zhǎng)沙 410100)

短程硝化-厭氧氨氧化脫氮工藝研究

江 海 曾毅夫

(凱天環(huán)保科技股份有限公司， 長(zhǎng)沙 410100)

短程硝化；厭氧氨氧化；城鎮(zhèn)污水；脫氮工藝；工程化關(guān)鍵問題

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)工藝流程如圖1所示。試驗(yàn)以A2O工藝裝置作為短程硝化反應(yīng)器，通過調(diào)整DO、pH等參數(shù)實(shí)現(xiàn)短程硝化反應(yīng)，短程硝化反應(yīng)器出水經(jīng)沉淀后，以上向流進(jìn)入生物膜式厭氧氨氧化反應(yīng)器，最終出水排放。

短程硝化反應(yīng)器材質(zhì)為有機(jī)玻璃，曝氣區(qū)有效容積16 L。厭氧氨氧化反應(yīng)器采用UPVC管制作而成，有效容積5 L，內(nèi)部裝填柱狀活性炭，中部設(shè)觀察孔，頂部出水區(qū)采用三相分離器結(jié)構(gòu)。

圖1 試驗(yàn)工藝流程

1.2 試驗(yàn)用水用泥

采用人工配水及少量焦化廢水、酶制劑廢水的混合水作為試驗(yàn)原水，其水質(zhì)見表1，試驗(yàn)期間控制原水碳氮比為3～6。

表1 試驗(yàn)用水水質(zhì)

接種污泥取自星沙污水處理廠沉淀池回流污泥，該接種污泥因原水混有部分工業(yè)廢水成分略帶黑色。

1.3 試驗(yàn)方法

1.4 分析項(xiàng)目與方法

2 結(jié)果與分析

2.1 控制DO啟動(dòng)短程硝化反應(yīng)

圖2 短程硝化反應(yīng)啟動(dòng)過程

2.2 pH對(duì)短程硝化反應(yīng)的影響

圖3 pH對(duì)短程硝化反應(yīng)的影響

2.4 COD去除及對(duì)短程硝化反應(yīng)的影響

短程硝化工藝試驗(yàn)期間，進(jìn)水、出水的COD變化如圖5所示，COD去除率維持在70%以上，短程

圖對(duì)短程硝化反應(yīng)的影響

硝化出水COD基本低于100 mg/L，經(jīng)過生物膜厭氧氨氧化反應(yīng)器進(jìn)一步去除后最終出水可達(dá)60 mg/L以下，符合GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)水COD增加到1 000 mg/L以后，因曝氣量較低，供氧不足，COD去除率下降。

圖5 短程硝化工藝對(duì)COD的去除

圖6 COD對(duì)短程硝化反應(yīng)的影響

2.5 溫度對(duì)短程硝化反應(yīng)的影響

圖7 溫度對(duì)短程硝化反應(yīng)的影響

2.6 水力停留時(shí)間對(duì)半短程硝化的影響

圖8 水力停留時(shí)間對(duì)短程硝化反應(yīng)的影響

2.7 厭氧氨氧化反應(yīng)的啟動(dòng)

3 工程化關(guān)鍵問題討論

城鎮(zhèn)污水的短程硝化-厭氧氨氧化脫氮工藝具有節(jié)能降耗、不需外加有機(jī)碳源、污泥產(chǎn)量小、總氮去除效果好等突出優(yōu)點(diǎn)，但欲實(shí)現(xiàn)普遍的工程化應(yīng)用還有諸多關(guān)鍵問題亟需解決。

3.1 短程硝化反應(yīng)穩(wěn)定高效控制

圖9 短程硝化污泥與好氧活性污泥比較

3.2 厭氧氨氧化反應(yīng)的快速啟動(dòng)

3.3 COD和P的去除

城鎮(zhèn)污水是一種典型的低碳氮比污水，有機(jī)碳源不足常導(dǎo)致污水處理廠出水總氮超標(biāo)。短程硝化-厭氧氨氧化工藝不僅節(jié)約能耗，還不需外加有機(jī)碳源，在城鎮(zhèn)污水處理領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。但該工藝應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水處理，必需考慮COD、P等關(guān)鍵污染物的同時(shí)高效去除。研究初步表明，最終出水COD基本滿足GB 18918—2002一級(jí)B標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，但還有進(jìn)一步提高的空間。對(duì)于P的去除效果則還有待深入研究。如何設(shè)計(jì)合適的工藝流程尤其是污泥回流系統(tǒng)，保證適宜污泥齡、盡量提高容積利用率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高效除P也是該工藝工程化應(yīng)用前必須解決的關(guān)鍵問題之一。

3.4 低溫運(yùn)行調(diào)控措施

圖10 投加NaNO2后ANAMMOX區(qū)顏色變化

3.5 抗負(fù)荷沖擊運(yùn)行特性及系統(tǒng)恢復(fù)

4 結(jié)論與建議

(2) 短程硝化反應(yīng)可同時(shí)對(duì)COD進(jìn)行有效去除，出水COD基本滿足GB 18918—2002一級(jí)B標(biāo)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

(4) 低溫條件下，短程硝化、厭氧氨氧化反應(yīng)速率非常低，限制了短程硝化-厭氧氨氧化工藝的工程化應(yīng)用，低溫運(yùn)行調(diào)控措施尚待深入研究。

(5) 實(shí)現(xiàn)短程硝化-厭氧氨氧化組合工藝的工程化應(yīng)用，需解決短程硝化反應(yīng)穩(wěn)定高效控制、厭氧氨氧化反應(yīng)快速啟動(dòng)、COD和P等關(guān)鍵污染物的同時(shí)去除、低溫運(yùn)行調(diào)控措施、工藝抗負(fù)荷沖擊運(yùn)行特性及異常運(yùn)行后的快速恢復(fù)等關(guān)鍵問題。

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Experimental study on shortcut nitrification and anammox process for treating urban sewage and discussion on crucial issues in engineering

Jiang Hai,Zeng Yifu

(Kaitian Environmental Technology Co., Ltd, Changsha 410100, China)

shortcut nitrification; anammox; urban sewage; nitrogen removal process; crucial issues in engineering

2014-12-03； 2014-12-29修回

江海,男，1982年生，碩士，工程師，研究方向：水處理工程設(shè)計(jì)及工藝研究。E-mail：jhdyx163@163.com

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