強(qiáng)化生物脫氮的生活污水處理廠改造工藝研究

  在傳統(tǒng)生物脫氮除磷工藝基礎(chǔ)上，增加污泥膜生物反應(yīng)器(SMBR)，組成一種強(qiáng)化的生物脫氮工藝。通過對部分二沉池回流污泥進(jìn)行SMBR延時曝氣處理，并在SMBR中營造一個適合硝化細(xì)菌生長的環(huán)境，再將富集硝化細(xì)菌的污泥回流至好氧池內(nèi)，大量且高活性的硝化菌大幅提升硝化效率，SMBR出水回流至缺氧池內(nèi)進(jìn)行反硝化，或用于廠內(nèi)回用。此種強(qiáng)化生物脫氮工藝，可減少好氧池的水力停留時間，又能提高污水處理廠的脫氮效率，還可減少并穩(wěn)定二沉池的剩余污泥，適用于新建污水廠，也可用于現(xiàn)有污水處理廠的提標(biāo)改造。

1背景技術(shù)

目前針對污染物種類及排放標(biāo)準(zhǔn)，污水處理廠多采用生物脫氮除磷工藝。經(jīng)過多年發(fā)展已形成諸如A/A/O系列、氧化溝系列及其他工藝。以A/A/O工藝為例，其中的A/A是英文Anaerobic-anoxic的簡稱，是A/O工藝的改進(jìn)。污水與回流污泥先進(jìn)入?yún)捬醭?DO<0.5mg/L)完全混合，經(jīng)一定時間(1~2h)的厭氧分解后，去除其中的部分BOD，污泥中部分含氮化合物轉(zhuǎn)化成N2(反硝化)而釋放出來，回流污泥中的聚磷微生物釋放出磷。

然后，混合液流入缺氧池，該池中的反硝化細(xì)菌以污水中的含碳有機(jī)物為碳源，將好氧池通過內(nèi)循環(huán)回流進(jìn)來的NO3-還原為N2而釋放出來。接著污水流入好氧池，水中的NH3-H進(jìn)行硝化反應(yīng)生成NO3-，同時水中有機(jī)物氧化分解供給吸磷微生物以能量，微生物從水中吸收磷，磷進(jìn)入細(xì)胞組織，經(jīng)沉淀池分離后以富磷污泥的形式從系統(tǒng)中排出。

生物脫氮除磷系統(tǒng)中厭氧、缺氧、好氧過程可以在不同的設(shè)備中進(jìn)行，也可以在同一設(shè)備的不同部位完成。一般污水處理廠在該種同步脫氮除磷工藝運(yùn)行時，由于受多種外界因素的影響，尤其冬季低溫的影響，脫氮效果較差難以滿足當(dāng)前日益提高的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2工藝研究

在原有生物脫氮除磷水處理工藝中新增了一套污泥膜生物反應(yīng)器(SMBR)，通過SMBR對部分二沉池的回流活性污泥進(jìn)行延時曝氣，并投加部分高氨氮的污泥濃縮池上清液作為營養(yǎng)，使SMBR中硝化細(xì)菌占優(yōu)勢地位，再將富含硝化細(xì)菌的污泥回流至好氧池，增強(qiáng)硝化效果，硝化液回流至缺氧區(qū)或廠內(nèi)進(jìn)行回用。

如圖1所示，在傳統(tǒng)生物脫氮除磷系統(tǒng)(以A2/O工藝為例)中增加一套污泥膜生物反應(yīng)器(SMBR)，通過SMBR對部分二沉池的回流活性污泥進(jìn)行延時曝氣，并投加部分高氨氮的污泥濃縮池上清液作為營養(yǎng)，創(chuàng)造一個適于硝化細(xì)菌生長的環(huán)境，使SMBR中硝化細(xì)菌占優(yōu)勢地位，再將富含硝化細(xì)菌的污泥回流至好氧池增強(qiáng)硝化效果，硝化液回流至缺氧區(qū)或廠內(nèi)進(jìn)行回用。

3工藝優(yōu)勢分析

1)SMBR中的純好氧環(huán)境，較高的溶解氧促進(jìn)硝化細(xì)菌的生長。

2)SMBR的污泥截留作用，使水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)徹底分開，保證足夠長SRT，有利于硝化細(xì)菌的截留。

3)采用污泥濃縮池上清液作為營養(yǎng)源，利用其氨氮底物濃度高，促進(jìn)硝化細(xì)菌生長。

4)SMBR較長的SRT，污泥處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，低COD負(fù)荷，高氨氮狀態(tài)下促進(jìn)硝化細(xì)菌生長。

5)內(nèi)源呼吸為放熱反應(yīng)，有利于維持SMBR較高的反應(yīng)溫度，有利于硝化細(xì)菌的生長。

6)新增的硝化污泥回流至好氧池，使擴(kuò)培的硝化污泥始終處于好氧環(huán)境下，有利于專性好氧的硝化細(xì)菌生長。

7)本技術(shù)的硝化細(xì)菌源于生化系統(tǒng)本身，并隨水質(zhì)及環(huán)境的變化而變化，其菌種對水質(zhì)的適應(yīng)性好。

8)SMBR的硝化細(xì)菌附著于活性污泥上，回流至好氧池中與池中的活性污泥相容性好，硝化細(xì)菌不易流失。而某些單純投加硝化細(xì)菌的技術(shù)，由于硝化菌缺乏附著的載體，流失嚴(yán)重，須不斷投加。

9)SMBR系統(tǒng)與主體生化系統(tǒng)相對獨(dú)立，其耐沖擊性及沖擊后的恢復(fù)能力較強(qiáng)，可提升脫氮系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。

10)由于硝化效率的提升，可縮短好氧池停留時間，對于新建項目可減少工程建設(shè)投資，對改造項目可提標(biāo)或增容。

11)污泥內(nèi)源呼吸，剩余污泥量減少，減少污泥處理系統(tǒng)的成本;膜生物反應(yīng)器一般多用于污水處理末端，提高出水各項水質(zhì)，將膜生物反應(yīng)器作為一種連續(xù)培養(yǎng)硝化細(xì)菌的模塊，可以大大提高傳統(tǒng)生物脫氮工藝中的脫氮效率，并可以一定程度上減少污泥產(chǎn)量。

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