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【純水設(shè)備http://】硝化細(xì)菌作為硝化過程的主要宿主，通常屬于自養(yǎng)專性好氧菌。即使在夏季，活性污泥的硝化作用也很弱，污泥齡小于5d。聚磷菌多為短代微生物。為了探索污泥年齡對(duì)生物除磷過程的影響，Rensink等(1985)利用表1總結(jié)了前人的研究成果，指出降低污泥年齡可以提高系統(tǒng)除磷效率。

    聚磷微生物所需的泥漿齡期非常短。污泥齡在3.0 d左右時(shí)，系統(tǒng)仍能保持良好的除磷效率。此外，生物除磷是消除污泥過剩的唯一途徑。為了保證系統(tǒng)具有保持磷排放效果，高污泥系統(tǒng)的污泥齡也相應(yīng)降低。顯然，硝化細(xì)菌與聚磷細(xì)菌在污泥時(shí)代存在著矛盾。如果污泥齡過高，不利于除磷;污泥齡過低，反硝化細(xì)菌不能存活，也可能影響后續(xù)污泥處理。針對(duì)污泥量大的矛盾，純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的污水處理技術(shù)，所采取的措施一般是將污泥系統(tǒng)的使用年限控制在較窄的范圍內(nèi)，需要同時(shí)脫氮除磷。這種諧波，在實(shí)踐中證明是可行的。

為了充分發(fā)揮反硝化和降磷各自的優(yōu)勢(shì)，還可以采取另外兩種策略。

    第一類是建立一個(gè)中間沉淀池和行為兩種污泥回流系統(tǒng),與不同的污泥微生物年齡前后的水平(見圖1)。第一階段有一個(gè)短泥齡和它的主要功能是除磷。二次污泥老化時(shí)間較長，主要作用是反硝化。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是成功地分離了兩種污泥齡不同的微生物。然而，這種過程也有局限性。一是兩套回淤系統(tǒng)，結(jié)合中間罐和內(nèi)部循環(huán)，使類工藝長而復(fù)雜。其次，該工藝改變了傳統(tǒng)的A2 / O工藝(見圖25)同時(shí)吸收和分離磷的硝化工藝，且所需的反應(yīng)時(shí)間不能減少，從而導(dǎo)致工藝總停留時(shí)間變長。三是二次過程中容易出現(xiàn)碳源短缺，嚴(yán)重影響了脫氮效率。此外，由于磷的吸收和硝化都需要好氧條件，該過程所需的曝氣量也可能增加。

第二種方法是將填料置于A2/O工藝好氧區(qū)適當(dāng)位置。由于硝化細(xì)菌可以生活在填料表面，不參與污泥回流，可以解決反硝化除磷過程中污泥年齡矛盾的問題。

    但該工藝還必須解決以下問題:(1)灌裝后必須優(yōu)先給懸浮活性污泥充分的增殖機(jī)會(huì)，防止生物膜越來越多，MLSS越來越少;(2)保證攪拌強(qiáng)度充足，防止截留污泥在填料表面大量團(tuán)聚體之間的充填效果;(3)填料的用量應(yīng)適中，太少起不了作用，過多勢(shì)必會(huì)對(duì)污泥產(chǎn)生截留。此外，應(yīng)仔細(xì)考慮填料的類型和布局。

2、碳源問題

    碳是微生物生長需要要最大的營養(yǎng)元素.在脫氮除磷系統(tǒng)中,碳源大致上消耗于釋磷,反硝化和異養(yǎng)菌正常代謝等方面.其中釋磷和反硝化的反應(yīng)速率與進(jìn)水碳源中的易降解部分,尤其是揮發(fā)性有機(jī)脂肪酸(VFA)的數(shù)量關(guān)系很大. 一般來說,城市污水中所含的易降解COD的數(shù)量是十分有限的,以VFA為例,通常只有幾十mg/L.所以在城市污水生物脫氮除磷系統(tǒng)的釋磷和反硝化之間,存在著因碳源不足而引發(fā)的競爭性矛盾。

    解決這一問題一般需要從兩個(gè)方面來考慮.一是從工藝外部采取措施,增加進(jìn)水易降解COD的數(shù)量,例如取消初沉池, 純水設(shè)備污泥消化液回流,將初沉池改為酸化池等都有一定作用,還可考慮外加碳源的方法.二是從工藝內(nèi)部考慮,權(quán)衡利弊,更合理地為反硝化和釋磷分配碳源,常規(guī)脫氮除磷工藝總是優(yōu)先照顧釋磷的需要,把厭氧區(qū)放在工藝的前部,缺氧區(qū)置后.這種作法當(dāng)然是以犧牲系統(tǒng)的反硝化速率為前提.但是,釋磷本身并不是脫氮除磷工藝的最終目的.就工藝的最終目的而言.把厭氧區(qū)前置是否真正有利,利弊如何,是值得進(jìn)一步研究的.根據(jù)對(duì)厭氧有效釋磷可能并不是好氧過度吸磷充分必要條件的新認(rèn)識(shí),倒置A2/O工藝(見圖3)將缺氧區(qū)放在工藝最前端,厭氧區(qū)置后。經(jīng)過這種改變,脫氮菌可以優(yōu)先獲得碳源,反硝化速率得到大幅度提高.同時(shí),原來困擾脫氮除磷工藝的硝酸鹽問題不存在了,所有污泥都將經(jīng)歷完整的釋磷和吸磷過程,除磷能力不僅未受影響,反而有所增強(qiáng)。這種新的碳源分配方式對(duì)脫氮除磷工藝的實(shí)踐和機(jī)理研究都有重要意義。

3、硝酸鹽問題

    在常規(guī)A2/O工藝中,由于厭氧區(qū)在前,回流污泥不可避免地將一部分硝酸鹽帶入該區(qū).硝酸鹽的存在嚴(yán)重影響了聚磷蓖的釋磷效率,尤其當(dāng)進(jìn)水中VFA較少,污泥的含磷量又不高時(shí),硝酸鹽的存在甚至?xí)?dǎo)致聚磷菌直接吸磷.所以在常規(guī)A2/O工藝框架下,如何避免硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)干擾釋磷一度成為研究熱點(diǎn),并圍繞這一問題產(chǎn)生了諸如UCT工藝,JHB工藝,EASC工藝等,其中最著名的應(yīng)屬UCT工藝(如圖4) 。

    解決硝酸鹽問題的關(guān)鍵是如何在回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)之前,設(shè)法將其攜帶的硝酸鹽消耗掉.一種方法是在回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)之前,先進(jìn)處一個(gè)附設(shè)的缺氧池,在這個(gè)缺氧池中回流污泥攜帶的硝酸鹽利用污泥本身的碳源反硝化。由于沒有外加碳源, 這種反硝化實(shí)際上多屬內(nèi)源代謝, 因此反硝化速率不高。作為對(duì)第一種方法的改進(jìn), 另一種方法通過投加外加碳源或引入一部分污水來提高附設(shè)缺氧池的反應(yīng)速率。

    UCT 工藝另辟蹊徑, 把常規(guī) A2/ O 工藝的缺氧區(qū)分為前后兩個(gè)部分( 如圖 4) 。內(nèi)循環(huán) 1 將硝化液從好氧區(qū)( O) 回流至缺氧區(qū)( A2) , 內(nèi)循環(huán)2將A2區(qū)前部的混合液循環(huán)至A1區(qū), 回流污泥不是直接進(jìn)入A1區(qū), 而是先進(jìn)入A2區(qū)前部。這種作法實(shí)際上是劃出一個(gè)小的缺氧區(qū)專門消耗回流污泥中的硝酸鹽, 故避免了回流污泥中的硝酸鹽對(duì)厭氧區(qū)的沖擊,改善了聚磷菌的釋磷環(huán)境。但是, 進(jìn)入A2區(qū)前部的回流污泥實(shí)際上只有一小部分由內(nèi)循環(huán)2運(yùn)至A1區(qū), 其余大部分未經(jīng)釋磷直接進(jìn)入后續(xù)工藝。也就是說, 在所排除的剩余污泥中只有一小部分經(jīng)歷了完整的釋磷、吸磷全過程, 其實(shí)際除磷效果可能因此而大受影響。常規(guī)A2/O工藝實(shí)際上也存在類似缺陷。

4、系統(tǒng)的硝化和反硝化容量問題

    硝化和反硝化是生物除磷脫氮系統(tǒng)密不可分的兩個(gè)過程。硝化不充分, 出水氨氮必然升高, 反硝化能力也發(fā)揮不出來; 反硝化不充分出水硝酸鹽就會(huì)上升。怎樣配置恰當(dāng)?shù)南趸头聪趸萘?/span>, 充分發(fā)揮它們的潛力, 是脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行的一個(gè)重要問題。系統(tǒng)的硝化和反硝化能力首先是決定于各自相應(yīng)區(qū)域的水力停留時(shí)間( 或有效容積) 。對(duì)于城市污水來說, 一般夏季的反硝化和硝化分別需要 1~ 2h和 3~ 4h, 考慮冬季低溫的影響通常確定反硝化時(shí)間為2~3h, 硝化時(shí)間為5~ 6h。決定硝化和反硝化能力的第二個(gè)因素是工藝布置形式。例如和常規(guī) A2/O工藝相比, 缺氧區(qū)前置的倒置A2/ O工藝可明顯提高系統(tǒng)反硝化能力。而在好氧區(qū)適當(dāng)投放填料則會(huì)提高系統(tǒng)的硝化能力。

    通過改變運(yùn)行參數(shù)也可以對(duì)系統(tǒng)的硝化和反硝化能力進(jìn)行調(diào)整。延長泥齡, 加強(qiáng)曝氣和攪拌, 有利于提高好氧區(qū)的硝化能力; 適當(dāng)縮短泥齡, 降低溶解氧水平, 則有利于提高系統(tǒng)的反硝化能力。

    對(duì)于前置反硝化來說, 內(nèi)循環(huán)比是十分重要的運(yùn)行參數(shù), 對(duì)硝化、反硝化以及釋磷、吸磷都有重要影響。表面上, 內(nèi)循環(huán)是把硝化液從硝化區(qū)回流至反硝化區(qū)。在一定范圍內(nèi), 內(nèi)循環(huán)比越大, 出水硝酸鹽越少。但是, 純水設(shè)備內(nèi)循環(huán)給系統(tǒng)帶來的一個(gè)不可忽視的問題是, 硝化液中的溶解氧對(duì)缺氧環(huán)境具有破壞作用。當(dāng)存在溶解氧時(shí), 脫氮菌總是優(yōu)先利用游離氧作為電子受體氧化有機(jī)物南通純水設(shè)備, 反硝化過程因而被阻礙。而且, 隨著內(nèi)循環(huán)加大, 系統(tǒng)中的短流現(xiàn)象也會(huì)越來越明顯。所以即使不考慮動(dòng)力消耗, 內(nèi)循環(huán)比也不宜過大。此外, 對(duì)于常規(guī) A2/ O 工藝, 若內(nèi)循環(huán)比過大, 則參與釋磷吸磷過程的污泥比例將會(huì)嚴(yán)重減少, 影響除磷效率。因此, 對(duì)于一定的工藝系統(tǒng),內(nèi)循環(huán)比應(yīng)有一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆秶?/span>, 并隨水質(zhì)、水量和溫度的變化而適當(dāng)調(diào)整。

5、釋磷與吸磷的容量問題

    釋磷和吸磷是相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)過程。一般認(rèn)為, 聚磷菌只有經(jīng)過充分的厭氧環(huán)境并釋磷才能更好地吸磷, 而且, 也只有吸磷良好的聚磷菌才會(huì)在厭氧或缺氧條件下大量釋磷。關(guān)于釋磷、吸磷的機(jī)理至今還有許多方面尚未研究清楚。對(duì)于運(yùn)行良好 城市污水生物脫氮除磷系統(tǒng)來說, 一般夏季的釋磷和吸磷時(shí)間分別需要115~ 215h和2~ 3h, 冬季低溫環(huán)境下兩者所需的時(shí)間均應(yīng)適當(dāng)延長。

    在 A2/O工藝中, 吸磷和硝化是同步進(jìn)行的, 而硝化時(shí)間較長, 故吸磷容量通常不成問題。從系統(tǒng)的角度看, 微生物的厭氧釋磷過程似更為關(guān)鍵。以往關(guān)于厭氧釋磷過程時(shí)間的確定, 多是就釋磷本身以釋磷曲線為依據(jù)進(jìn)行研究的。但是, 釋磷并不是處理系統(tǒng)的最終目的, 當(dāng)把釋磷和吸磷過程以及最終的除磷效果聯(lián)系起來進(jìn)行考察時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn), 單純按照上述方法來確定厭氧區(qū)的HRT是不充分的。根據(jù)有關(guān)厭氧歷時(shí)對(duì)除磷效率影響的研究表明: 在一定范圍內(nèi), 適當(dāng)延長厭氧反應(yīng)時(shí)間, 降低厭氧區(qū)氧化還原電位, 可以明顯提高系統(tǒng)的除磷效率。因此, 脫氮除磷工藝厭氧區(qū)的HRT 還應(yīng)進(jìn)一步延長, 例如夏季采用2~3h, 冬季采用3~4h。公司可根據(jù)客戶要求制作各種流量的純水設(shè)備，超純水設(shè)備及軟水處理設(shè)備。 實(shí)驗(yàn)室水處理設(shè)備，南通純水設(shè)備。