氧化溝系統(tǒng)除磷效果的提高途徑

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簡(jiǎn)介： 氧化溝系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn):可以不設(shè)初沉池,二沉池可與氧化溝合建,省去污泥回流裝置,對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng),泥齡長(zhǎng),可達(dá)到較好的脫氮效果,污泥產(chǎn)率低等等。近年來(lái),隨著污水處理行業(yè)脫氮除磷要求的提高,氧化溝系統(tǒng)在除磷方面的欠缺經(jīng)常被人們提出,因此探討氧化溝系統(tǒng)除磷效率的提高途徑就很有意義?，F(xiàn)針對(duì)氧化溝系統(tǒng)除磷的問(wèn)題進(jìn)行了較深入地分析研究,提出了一些提高氧化溝系統(tǒng)除磷效果的途徑,以對(duì)相關(guān)的研究和生產(chǎn)運(yùn)行有所幫助
關(guān)鍵字：氧化溝,除磷,硝態(tài)氮

1 　氧化溝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
氧化溝技術(shù)在我國(guó)發(fā)展很快,是當(dāng)前污水處理技術(shù)的熱點(diǎn)之
一。近年來(lái)國(guó)內(nèi)建設(shè)的氧化溝數(shù)量在不斷增加,其處理規(guī)模和處
理對(duì)象也在不斷擴(kuò)大。氧化溝系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn):可以不設(shè)初沉
池,二沉池可與氧化溝合建,省去污泥回流裝置,對(duì)水質(zhì)變化的適
應(yīng)性強(qiáng),泥齡長(zhǎng),可達(dá)到較好的脫氮效果,污泥產(chǎn)率低等等。近年
來(lái),隨著污水處理行業(yè)脫氮除磷要求的提高,氧化溝系統(tǒng)在除磷
方面的欠缺經(jīng)常被人們提出,因此探討氧化溝系統(tǒng)除磷效率的提
高途徑就很有意義。現(xiàn)針對(duì)氧化溝系統(tǒng)除磷的問(wèn)題進(jìn)行了較深
入地分析研究,提出了一些提高氧化溝系統(tǒng)除磷效果的途徑,以
對(duì)相關(guān)的研究和生產(chǎn)運(yùn)行有所幫助。
2 　氧化溝系統(tǒng)中除磷效果的影響因素
影響氧化溝系統(tǒng)除磷過(guò)程的因素主要有三類(lèi):環(huán)境因素、設(shè)
計(jì)參數(shù)、水質(zhì)條件。環(huán)境因素包括:DO、溫度、pH 值等等。設(shè)計(jì)參
數(shù)包括:泥齡、停留時(shí)間、剩余污泥處理方法等等。水質(zhì)條件是近
年來(lái)針對(duì)除磷效果的眾多研究的中心話(huà)題,主要包括:基質(zhì)的可
獲得性、進(jìn)水水質(zhì)特性、VFA 產(chǎn)生量、硝態(tài)氮的濃度。
2. 1 　DO 的影響
DO 對(duì)除磷效率的影響主要體現(xiàn)在磷吸收區(qū)。當(dāng)好氧區(qū)的
DO 保持在1. 5 mg/ L～3. 0 mg/ L 之間時(shí),除磷效果一般可以保
證;當(dāng)DO 小于1. 5 mg/ L 時(shí),除磷率會(huì)降低,污泥沉降也變差;但
如果DO 過(guò)高,則會(huì)導(dǎo)致水流到達(dá)厭氧區(qū)時(shí)DO 增加,影響磷的釋
放,同時(shí)由于DO 過(guò)高會(huì)降低反硝化效果,使得NO3
- 濃度居高不
下,也會(huì)影響厭氧區(qū)磷的釋放[ 1 ] 。
2. 2 　pH 值
研究表明,pH 值為8. 0～8. 5 時(shí), TP 去除率可以達(dá)到90 %
以上;當(dāng)pH 值為6. 5～8. 0 時(shí),TP 去除率差別不大;當(dāng)pH 值低于
6. 5 時(shí),TP 去除率會(huì)急劇下降。
2. 3 　泥齡
泥齡越長(zhǎng),活性生物量越低,除磷能力也相應(yīng)降低。眾多的
研究表明:泥齡越長(zhǎng),單位BOD 的除磷量就越少。為達(dá)到最高的
除磷率,除磷設(shè)計(jì)的泥齡值不應(yīng)超過(guò)總體處理所需要的值。當(dāng)其
他處理所需的泥齡值很大時(shí),只能通過(guò)別的途徑來(lái)彌補(bǔ)泥齡的不
良影響,如加大BOD/ TP 值。
2. 4 　停留時(shí)間
研究證明,厭氧區(qū)的停留時(shí)間會(huì)影響VFA 的產(chǎn)生以及貯磷
菌對(duì)VFA 的吸收。一般地,厭氧區(qū)的停留時(shí)間越長(zhǎng),除磷率越
高。厭氧停留時(shí)間從1. 1 h 增至2. 6 h ,TP 去除率會(huì)從59 %增至
71 %。但是,過(guò)長(zhǎng)的厭氧停留時(shí)間并沒(méi)有好處,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)
致VFA 吸收的磷沒(méi)有釋放。這就有可能導(dǎo)致碳源貯存物量不
足,不能在好氧區(qū)產(chǎn)生足夠的能量來(lái)吸收所有釋放的磷。在好氧
區(qū)溶解磷的生物吸收也需要足夠的停留時(shí)間,一般為1 h～2 h。
2. 5 　基質(zhì)的可獲得性
出水磷濃度的高低主要取決于系統(tǒng)中除磷細(xì)菌所需要的發(fā)
酵基質(zhì)的可獲得量與必須去除的磷量的比值。研究表明[ 2 ] :
VFAs 是生物除磷的重要基質(zhì)。污水的可生物降解COD 可以劃
分為溶解性可快速生物降解COD 和顆粒性慢速生物降解COD
兩類(lèi)。主流生物除磷系統(tǒng)產(chǎn)生的VFAs 主要來(lái)自溶解性快速降
解BOD5 ,也即磷的去除量與快速降解BOD5 成正比。
2. 6 　VFA 產(chǎn)生量
厭氧區(qū)的VFA 來(lái)源于外源添加和內(nèi)部轉(zhuǎn)化。Comeau[ 3 ]運(yùn)行
了一系列生物除磷裝置,試驗(yàn)結(jié)果表明,每投加6. 4 mg VFA 可增
加1 mg/ L 的除磷能力。眾多試驗(yàn)研究表明,投加VFA 可促進(jìn)磷
的生物吸收,去除1 mg 磷所需的VFA 投加量為7 mg HAc～
9 mg HAc。
3 　氧化溝系統(tǒng)除磷效果的提高途徑
3. 1 　加設(shè)厭氧池
在氧化溝的上游加設(shè)厭氧池,是當(dāng)代氧化溝變形工藝的普遍
做法。在上游加設(shè)厭氧池,能夠?yàn)樯锍滋峁┫冗M(jìn)行磷的釋
放,后進(jìn)行磷的過(guò)度吸收的場(chǎng)所,同時(shí)提高了污泥的沉降性能。
在卡魯塞爾3000R 系統(tǒng)中,厭氧區(qū)和前置反硝化區(qū)結(jié)合在一
起,創(chuàng)造出了一段持續(xù)低濃度的硝酸鹽區(qū)域,有助于對(duì)磷有富集
積累作用的微生物菌群的選擇,從而在很低的溫度下也能實(shí)現(xiàn)較
高的除磷率,值得借鑒。在氧化溝中也可設(shè)置多處厭氧段或者缺
氧段,實(shí)現(xiàn)更高程度的除磷效果[ 4 ] 。多溝交替作為厭氧段或好氧
段,安排多種交叉運(yùn)行方式,也可以有效提高除磷率,但要以?xún)?yōu)良
的自控系統(tǒng)為前提。
3. 2 　降低厭氧區(qū)的DO
設(shè)法限制進(jìn)入?yún)捬踅佑|區(qū)的DO 量,避免快速降解基質(zhì)被迅
速耗盡,保證貯磷菌所需的脂肪酸產(chǎn)生量,這是提高除磷率的關(guān)
鍵因素之一。降低進(jìn)水DO 值:在進(jìn)水前先讓管網(wǎng)中的水在進(jìn)處
理構(gòu)筑物前稍作停頓,避免管網(wǎng)中的DO 帶入。進(jìn)水的輸送盡量
使用密閉的設(shè)施或設(shè)備,不宜用開(kāi)口的輸送設(shè)施。進(jìn)水流量測(cè)量
部位避免帶入空氣。沉砂系統(tǒng)應(yīng)避免造成跌水。減少厭氧區(qū)攪
拌器造成的渦流帶入空氣。
3. 3 　減小硝態(tài)氮的影響
設(shè)法不讓硝態(tài)氮進(jìn)入磷的釋放區(qū),是保證脫氮除磷互不干涉
的關(guān)鍵。通?？梢钥紤]在磷的釋放段前設(shè)置前置缺氧段,使反硝
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化先行完成。一般來(lái)講,在夏季反硝化可以迅速完成,能夠保證
硝態(tài)氮以低濃度進(jìn)入磷的釋放區(qū)。在負(fù)荷較高的處理系統(tǒng)中,必
須以控制泥齡的辦法限制硝化作用的發(fā)生程度,以避免硝態(tài)氮對(duì)
除磷的干擾。
3. 4 　針對(duì)基質(zhì)的可獲得性問(wèn)題
城市污水中,顆粒性有機(jī)物所占比例很大,因此采取措施將
這些顆粒性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為VFA 是一種重要的解決辦法。
3. 5 　污泥處理時(shí)的嚴(yán)格管理
由于生物除磷系統(tǒng)的混合液處于厭氧狀態(tài)時(shí)會(huì)出現(xiàn)磷的明顯
釋放,因此污泥的處理需特別注意防止厭氧狀態(tài)的出現(xiàn)。可考慮
采取氣浮或以機(jī)械濃縮代替重力濃縮。另外,由于污泥消化和脫
水過(guò)程中產(chǎn)生的廢液含磷量可能會(huì)很大,因此不要輕易將此廢液
回流到主體處理構(gòu)筑物,而應(yīng)采用化學(xué)法先行處理后再回流處理。
3. 6 　停留時(shí)間的控制
生產(chǎn)實(shí)踐表明,對(duì)于氧化溝系統(tǒng),曝氣區(qū)的停留時(shí)間越短,不
曝氣區(qū)的停留時(shí)間越長(zhǎng),越有利于除磷。在能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)處理目
標(biāo)的前提下,好氧區(qū)的尺寸應(yīng)盡量小一些。
厭氧區(qū)分格有助于降低溶解性有機(jī)物發(fā)酵所需的停留時(shí)間。
但是否采用分格方式,要綜合考慮所增加的攪拌器和分隔墻的設(shè)
置方便程度以及建設(shè)費(fèi)用問(wèn)題。
總之,傳統(tǒng)的氧化溝系統(tǒng)有著較多的不利于除磷的因素,但
通過(guò)加設(shè)厭氧池、降低厭氧區(qū)的DO、減小硝態(tài)氮的影響、提高基
質(zhì)的可獲得性、優(yōu)化污泥處理過(guò)程、優(yōu)化停留時(shí)間的設(shè)置等等方
法,并且綜合考慮設(shè)備改進(jìn)的方便程度以及建設(shè)費(fèi)用問(wèn)題,提高
氧化溝系統(tǒng)的除磷和脫氮效率是有可能實(shí)現(xiàn)的。
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