氧化溝系統除磷效果的提高途徑

1 　氧化溝技術(shù)發(fā)展現狀

氧化溝技術(shù)在我國發(fā)展很快,是當前污水處理技術(shù)的熱點(diǎn)之一。近年來(lái)國內建設的氧化溝數量在不斷增加,其處理規模和處理對象也在不斷擴大。氧化溝系統的主要優(yōu)點(diǎn):可以不設初沉池,二沉池可與氧化溝合建,省去污泥回流裝置,對水質(zhì)變化的適應性強,泥齡長(cháng),可達到較好的脫氮效果,污泥產(chǎn)率低等等。近年來(lái),隨著(zhù)污水處理行業(yè)脫氮除磷要求的提高,氧化溝系統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除磷效率的提高途徑就很有意義�，F針對氧化溝系統除磷的問(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除磷效果的途徑,以對相關(guān)的研究和生產(chǎn)運行有所幫助。

2 　氧化溝系統中除磷效果的影響因素

影響氧化溝系統除磷過(guò)程的因素主要有三類(lèi):環(huán)境因素、設計參數、水質(zhì)條件。環(huán)境因素包括:DO、溫度、pH 值等等。設計參數包括: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 對除磷效率的影響主要體現在磷吸收區。當好氧區的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 )導致水流到達厭氧區時(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 去除率可以達到90 %以上;當pH 值為6. 5～8. 0 時(shí),TP 去除率差別不大;當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(cháng),活性生物量越低,除磷能力也相應降低。眾多的研究表明:泥齡越長(cháng),單位BOD 的除磷量就越少。為達到最高的除磷率,除磷設計的泥齡值不應超過(guò)總體處理所需要的值。當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,厭氧區的停留時(shí)間會(huì )影響VFA 的產(chǎn)生以及貯磷菌對VFA 的吸收。一般地,厭氧區的停留時(shí)間越長(cháng),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(cháng)的厭氧停留時(shí)間并沒(méi)有好處,時(shí)間過(guò)長(cháng)可能導致VFA 吸收的磷沒(méi)有釋放。這就有可能導致碳源貯存物量不足,不能在好氧區產(chǎn)生足夠的能量來(lái)吸收所有釋放的磷。在好氧區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中除磷細菌所需要的發(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

厭氧區的VFA 來(lái)源于外源添加和內部轉化。Comeau[ 3 ]運行了一系列生物除磷裝置,試驗結果表明,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 　氧化溝系統除磷效果的提高途徑

3. 1 　加設厭氧池

在氧化溝的上游加設厭氧池,是當代氧化溝變形工藝的普遍做法。在上游加設厭氧池,能夠為生物除磷提供先進(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 系統中,厭氧區和前置反硝化區結合在一起,創(chuàng )造出了一段持續低濃度的硝酸鹽區域,有助于對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)現較高的除磷率,值得借鑒。在氧化溝中也可設置多處厭氧段或者缺氧段,實(shí)現更高程度的除磷效果[ 4 ] 。多溝交替作為厭氧段或好氧段,安排多種交叉運行方式,也可以有效提高除磷率,但要以?xún)?yōu)良的自控系統為前提。

3. 2 　降低厭氧區的DO

設法限制進(jìn)入厭氧接觸區的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施或設備,不宜用開(kāi)口的輸送設施。進(jìn)水流量測量部位避免帶入空氣。沉砂系統應避免造成跌水。減少厭氧區攪拌器造成的渦流帶入空氣。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3. 3 　減小硝態(tài)氮的影響

設法不讓硝態(tài)氮進(jìn)入磷的釋放區,是保證脫氮除磷互不干涉的關(guān)鍵。通�？梢钥紤]在磷的釋放段前設置前置缺氧段,使反硝化先行完成。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。在負荷較高的處理系統中,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)氮對除磷的干擾。

3. 4 　針對基質(zhì)的可獲得性問(wèn)題

城市污水中,顆粒性有機物所占比例很大,因此采取措施將這些顆粒性有機物轉化為VFA 是一種重要的解決辦法。

3. 5 　污泥處理時(shí)的嚴格管理

由于生物除磷系統的混合液處于厭氧狀態(tài)時(shí)會(huì )出現磷的明顯釋放,因此污泥的處理需特別注意防止厭氧狀態(tài)的出現�？煽紤]采取氣浮或以機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筑物,而應采用化學(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,對于氧化溝系統,曝氣區的停留時(shí)間越短,不曝氣區的停留時(shí)間越長(cháng),越有利于除磷。在能夠滿(mǎn)足系統處理目標的前提下,好氧區的尺寸應盡量小一些。厭氧區分格有助于降低溶解性有機物發(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置方便程度以及建設費用問(wèn)題.總之,傳統的氧化溝系統有著(zhù)較多的不利于除磷的因素,但通過(guò)加設厭氧池、降低厭氧區的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)間的設置等等方法,并且綜合考慮設備改進(jìn)的方便程度以及建設費用問(wèn)題,提高氧化溝系統的除磷和脫氮效率是有可能實(shí)現的。（谷騰水網(wǎng)）