同步脱氮除磷工艺矛盾关系及对策（三）

04系统的硝化问题和反硝化容量问题

硝化和反硝化是生物除磷脱氮系统密不可分的两个过程。硝化不充分, 出水氨氮必然升高, 反硝化能力也发挥不出来; 反硝化不充分出水硝酸盐就会上升。怎样配置恰当的硝化和反硝化容量, 充分发挥它们的潜力, 是脱氮除磷工艺设计和运行的一个重要问题。

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系统的硝化和反硝化能力首先是决定于各自相应区域的水力停留时间( 或有效容积) 。对于城市污水来说, 一般夏季的反硝化和硝化分别需要1~2h和3~4h, 考虑冬季低温的影响通常确定反硝化时间为2~3h, 硝化时间为5~6h。

决定硝化和反硝化能力的第二个因素是工艺布置形式。例如和常规 A2/O工艺相比, 缺氧区前置的倒置A2/O工艺可明显提高系统反硝化能力。而在好氧区适当投放填料则会提高系统的硝化能力。

通过改变运行参数也可以对系统的硝化和反硝化能力进行调整。延长泥龄, 加强曝气和搅拌, 有利于提高好氧区的硝化能力; 适当缩短泥龄, 降低溶解氧水平, 则有利于提高系统的反硝化能力。

对于前置反硝化来说, 内循环比是十分重要的运行参数, 对硝化、反硝化以及释磷、吸磷都有重要影响。表面上, 内循环是把硝化液从硝化区回流至反硝化区。在一定范围内, 内循环比越大, 出水硝酸盐越少。

但是, 内循环给系统带来的一个不可忽视的问题是, 硝化液中的溶解氧对缺氧环境具有破坏作用。当存在溶解氧时, 脱氮菌总是优先利用游离氧作为电子受体氧化有机物, 反硝化过程因而被阻碍。而且, 随着内循环加大, 系统中的短流现象也会越来越明显。

所以即使不考虑动力消耗, 内循环比也不宜过大。此外, 对于常规 A2/O工艺, 若内循环比过大, 则参与释磷吸磷过程的污泥比例将会严重减少, 影响除磷效率。因此, 对于一定的工艺系统,内循环比应有一个恰当的范围, 并随水质、水量和温度的变化而适当调整。

05释磷与吸林德容量问题

释磷和吸磷是相互关联的两个过程。一般认为, 聚磷菌只有经过充分的厌氧环境并释磷才能更好地吸磷, 而且, 也只有吸磷良好的聚磷菌才会在厌氧或缺氧条件下大量释磷。

关于释磷、吸磷的机理至今还有许多方面尚未研究清楚。对于运行良好 城市污水生物脱氮除磷系统来说, 一般夏季的释磷和吸磷时间分别需要115~215h和2~3h, 冬季低温环境下两者所需的时间均应适当延长。

在A2/O工艺中, 吸磷和硝化是同步进行的, 而硝化时间较长, 故吸磷容量通常不成问题。从系统的角度看, 微生物的厌氧释磷过程似更为关键。以往关于厌氧释磷过程时间的确定, 多是就释磷本身以释磷曲线为依据进行研究的。

但是, 释磷并不是处理系统的终目的, 当把释磷和吸磷过程以及终的除磷效果联系起来进行考察时就会发现, 单纯按照上述方法来确定厌氧区的HRT是不充分的。根据有关厌氧历时对除磷效率影响的研究表明: 在一定范围内, 适当延长厌氧反应时间, 降低厌氧区氧化还原电位, 可以明显提高系统的除磷效率。

因此, 脱氮除磷工艺厌氧区的HRT 还应进一步延长, 例如夏季采用2~3h, 冬季采用3~4h。