1.UNITANK工藝脫氮除磷效果分析

        1．1邊池氮的轉(zhuǎn)化和除磷

        ①磷的去除

        邊池好氧/厭氧/好氧工序磷的變化如圖3所示。進(jìn)水曝氣45min，反應(yīng)器內(nèi)混合液的吸收、稀釋作用使TP迅速下降。在厭氧區(qū)段聚磷菌(PAOs)利用易降解有機(jī)物厭氧釋磷，但釋磷速率及釋磷量均較低，在停曝?cái)嚢?0min末最大釋磷量?jī)H為0．72mg/L；在好氧區(qū)段內(nèi)聚磷菌吸磷速率緩慢，也就是說(shuō)在好氧條件下不具備大量吸磷的能力，這與厭氧條件下聚磷菌釋磷量較少有關(guān)。

        ②氮的轉(zhuǎn)化

        邊池好氧/厭氧/好氧段氮的變化如圖4所示。

        NH3-N在好氧狀態(tài)下由硝化菌氧化成NO3--N，而在缺氧狀態(tài)下不發(fā)生反應(yīng)，故停曝?cái)嚢?0min后NO3--N升至-個(gè)極高值，而在后續(xù)好氧60min后NO3--N去除率達(dá)到57．5％。進(jìn)水好氧45min后，NO3--N由2．94mg/L(上階段邊池出水NO3--N濃度為5．76mg/L)降至0．26mg/L，可知在這-階段既發(fā)生了好氧硝化，又發(fā)生了好氧反硝化。邊MLSS為6～7g/L，為常規(guī)活性污泥法的兩倍。如此高的懸浮污泥濃度，易在微生物絮體內(nèi)形成好氧/缺氧的微環(huán)境，這是該階段同步硝化反硝化的主要原因。在厭氧工序末端，NO3--N基本得以去除，反硝化進(jìn)行徹底，而在后續(xù)好氧段反硝化速率下降，NO3--N出現(xiàn)積累。

        3．2中池氮的轉(zhuǎn)化和除磷

        同時(shí)考察了中池進(jìn)水曝氣30min/攪拌30min/曝氣45min(中池進(jìn)水歷時(shí)105min)情況下氮的轉(zhuǎn)化和磷的去除。

        ①磷的去除

        中池好氧/厭氧/好氧段磷的變化如圖5所示。

        TP的去除主要靠反應(yīng)器內(nèi)混合液的吸附和稀釋作用，并未出現(xiàn)明顯的厭氧釋磷和好氧吸磷，分析原因可能有以下幾點(diǎn)：a．反應(yīng)器內(nèi)聚磷菌未形成優(yōu)勢(shì)，生物除磷作用受到抑制；b．進(jìn)水中低分子脂肪酸濃度較低(HAC平均濃度為5～6mg/L)，而反應(yīng)器中均出現(xiàn)未檢出的情況。中池由于長(zhǎng)期好氧曝氣，NO/-N濃度極高，這就有可能導(dǎo)致反硝化菌與聚
磷菌對(duì)有機(jī)基質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)而使生物除磷失效；e．原水水質(zhì)不穩(wěn)定，進(jìn)水COD濃度較低，反應(yīng)器長(zhǎng)時(shí)問(wèn)處于低負(fù)荷運(yùn)行，造成聚磷菌微生物細(xì)胞內(nèi)PHB的過(guò)度消耗，其絕大部分用于維持微生物自身的新陳代謝，由此導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)糖原合成的減少及好氧吸磷能力與細(xì)胞內(nèi)聚磷酸鹽含量的下降，進(jìn)而影響厭氧過(guò)程中磷的釋放、VFAs的吸收和PHB的合成¨J。

        ②氮的轉(zhuǎn)化

        中池好氧/厭氧/好氧段氮的變化如圖6所示。

        進(jìn)水曝氣30min后，NH3-N降至1．27mg/L，去除率達(dá)到84．5%，在厭氧工序末端TN去除率為41．1%。中池進(jìn)水60min后NO3--N和TN都得到了較好去除。由于硝化反應(yīng)完全，停曝?cái)嚢枘┢贜O3--N仍維持在6mg/L，形成缺氧狀態(tài)而不利于除磷。       

        2.存在的問(wèn)題及強(qiáng)化措施

        UNITANK工藝雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際運(yùn)行中也存在-定問(wèn)題，最主要的是磷的去除不理想。其原因主要有以下幾點(diǎn)：

        ①NO3--N的影響和碳源不足

        邊池切換進(jìn)水曝氣45min，雖能改善污泥活性，但曝氣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響了處理系統(tǒng)的反應(yīng)規(guī)律，中池長(zhǎng)時(shí)間處于曝氣狀態(tài)，硝化反應(yīng)進(jìn)行徹底(NO3--N濃度可達(dá)9．42mg/L)，而強(qiáng)化生物除磷的發(fā)生需要完全的厭氧條件，而厭氧工序內(nèi)NO/-N的存在會(huì)破壞生物除磷的效果。這是由于反硝化菌會(huì)與聚磷菌競(jìng)爭(zhēng)廢水中的有機(jī)基質(zhì)，而且反硝化菌優(yōu)先于聚磷菌利用污水中的有機(jī)基質(zhì)進(jìn)行反硝化，從而在真正厭氧狀態(tài)形成之間形成-個(gè)兼性狀態(tài)；另-方面，進(jìn)水中溶解性BOD在反應(yīng)器內(nèi)被大量稀釋?zhuān)哿拙蓴z取的VFAs減少，致使聚磷菌未形成優(yōu)勢(shì)，生物除磷受到抑制。

        ②厭氧時(shí)間不足

        現(xiàn)行工藝主體階段和過(guò)渡階段的厭氧時(shí)間均設(shè)置為30min，不利于將-些大分子有機(jī)物厭氧發(fā)酵轉(zhuǎn)化成溶解性小分子有機(jī)物以彌補(bǔ)反應(yīng)器內(nèi)碳源有機(jī)物的不足。同時(shí)，短時(shí)間停曝?cái)嚢璨荒軇?chuàng)造聚磷菌所需的完全厭氧條件，厭氧釋磷不充分，必然導(dǎo)致好氧吸磷能力下降。

        ③進(jìn)水?dāng)y帶溶解氧

        污水廠(chǎng)多處出現(xiàn)跌水現(xiàn)象，進(jìn)水可能攜帶游離態(tài)分子氧，破壞了缺氧或無(wú)氧狀態(tài)，使除磷效率降低。

        為此，提出如下強(qiáng)化除磷效率的措施：

        ①聚磷菌在厭氧段內(nèi)能比其他細(xì)菌更優(yōu)先地吸收短鏈脂肪酸而大量增長(zhǎng)繁殖，獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，因此在主體階段(邊池)應(yīng)首先設(shè)置厭氧工序以保證活性污泥菌膠團(tuán)中聚磷菌占優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，邊池切換進(jìn)水前有4h的沉淀出水期，池底污泥發(fā)酵液中含有短鏈脂肪酸，可以此彌補(bǔ)進(jìn)水碳源的不足。

        ②建議取消過(guò)渡段(中池)厭氧工序。中池進(jìn)水停曝?cái)嚢?，因歷時(shí)短(-般為30min)，其后期很難進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài)，故只能對(duì)脫氮有利；另一方面中池停曝，難以保證出水DO濃度，可能導(dǎo)致磷過(guò)早釋放。

        ③適當(dāng)延長(zhǎng)厭氧時(shí)間。磷的充分釋放是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化生物除磷的前提，但過(guò)長(zhǎng)的厭氧時(shí)間-方面會(huì)導(dǎo)致內(nèi)源損耗引起磷的無(wú)效釋放；另一方面發(fā)生了沒(méi)有VFAs吸收的磷釋放，造成碳源貯存物的不足，不能在好氧段產(chǎn)生足夠的能量來(lái)攝取所有已釋放的磷。
 

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