厦门翔安北部污水处理厂互联互通工程案例解析

厦门翔安北部片区发展迅速,急需提高污水收集处理能力。在翔安污水处理厂现状基础上,下潭尾污水厂和内田污水厂两座污水厂已建成并投入运行。本研究分析了以上三座污水厂互联互通的优化措施,以提高厦门翔安北部污水处理厂的效率和运行安全性,有效降低污水溢流造成的污染风险。

低DO协同负荷引发的黏性膨胀和丝状菌膨胀

为了研究低DO下负荷对污泥膨胀的影响,采用SBR反应器,在DO〈0.5 mg.L-1,pH 7.2~8.0,温度（23±0.5）℃,MLSS 3000~3500 mg.L-1,负荷分别为0.22、0.44、0.66 g COD.（g MLSS）-1.d-1的条件下,研究不同负荷下的SVI变化趋势、污泥膨胀类型、引发原因、耗氧速率、脱氮除磷效果与同步硝化反硝化率。结果显示,低DO下（〈0.5 mg.L-1）,负荷0.22 g COD.（g MLSS）-1.d-1时未发生污泥膨胀,随着负荷升高,污泥沉降性恶化加快。并且不同负荷引发的污泥膨胀类型不同,在负荷0.66 g COD.（g MLSS）-1.d-1时发生黏性膨胀,而负荷0.44 g COD.（g MLSS）-1.d-1时发生丝状菌微膨胀。黏性膨胀时出水氨氮及磷去除效果变差,但丝状菌膨胀时出水水质并没有受到影响,且比吸磷速率更快,出水SS更低。未发生污泥膨胀时同步硝化反硝化率最大,丝状菌膨胀时次之,黏性膨胀时最小。SOUR过高时,很可能伴随着污泥沉降性变差和出水水质恶化。

CAST工艺改良对系统强化除磷性能的影响

传统CAST工艺广泛应用于国内各种规模城镇污水处理厂,单凭生物法难以达到城市污水排放一级A标准。采用改良的CAST工艺,在传统CAST工艺基础上引入主反应区独立的搅拌时序,并在实际规模的污水处理厂进行工程示范。通过两阶段的试验,逐步缩短曝气时间延长缺氧搅拌时间,优化聚磷菌的代谢环境,增强聚磷菌的竞争优势。经过改良后的CAST工艺TP去除率达到89.1%,较传统CAST工艺提高了22%,出水TP稳定达到一级A标准。静态试验结果表明改良后的工艺反硝化聚磷菌的比例有所增加,吸收1 mg·L-1的PO34--P需消耗1.67 mg·L-1的NO-3-N。改良后的CAST工艺的反硝化效果得到改善,出水NH+4-N和TN均达到一级A标准,并在提高出水水质的同时节省生化池电耗10.4%。

污水处理厂改良的CAST工艺脱氮性能研究

试验以实际规模的污水处理厂为研究对象,针对传统CAST工艺脱氮效率不高的问题进行分析研究,采用改良的CAST工艺,在主反应区中增设独立的缺氧搅拌段,合理分配每周期的时间,充分利用原水中的碳源提高系统脱氮性能,TN去除率最多可提高19.4%,出水TN稳定达到一级A标准。考察了冬季低温条件下不同系统的脱氮情况,反硝化菌较硝化细菌对温度更加敏感,水温降到12℃时,反硝化效果受到明显影响,水温降至10℃以下时,硝化反应难以进行彻底,通过增加微生物浓度可改善低温下的脱氮效果,但是系统MLSS质量浓度不宜超过7 000mg.L-1。针对冬季低温提出适宜的运行模式,在MLSS质量浓度为(6 130±367)mg.L-1,曝气165 min的条件下可满足出水TN达到一级A标准并且沉淀较充分出水清澈。

CASS工艺改造与强化脱氮研究

合肥市某污水处理厂采用CASS工艺,结合该厂的实际运行情况进行了升级改造,并开展了强化脱氮效果的生产性试验研究。改造的主要工作是在原CASS反应池的主反应区增加3台高速推流器,同时对控制系统进行升级,将原来的非限制性曝气模式改为缺氧搅拌+曝气模式。结果表明,改造前的CASS工艺对COD和NH_4^+-N的去除效果较好,但对和TN的去除效果较差;改造后,增加的缺氧搅拌时段可以有效增强反硝化效果,在出水NH_4^+-N浓度基本达到GB18918—2002的一级A标准的基础上,使出水TN浓度降低了约4.0 mg/L,同时节省电耗约5%。

pH和MLSS对短程反硝化过程NO_2^-还原速率的影响

采用UASB-SBR组合工艺处理垃圾渗滤液,在获得稳定短程生物脱氮的前提下,以SBR系统内具有良好短程脱氮特性的污泥为研究对象,重点考察了pH和污泥浓度(MLSS)对短程反硝化过程NO2-还原速率的影响。试验结果表明:当MLSS一定且初始pH值介于6～9之间时,随着pH的升高,NO2-的还原速率加快;当达到最适宜的pH后,NO2-的还原速率随pH的升高而降低。当初始pH一定且MLSS值介于1000～8000mg/L之间时,NO2-的还原速率随MLSS值的增加呈现先升高后下降的趋势。由此可知,pH和MLSS对NO2-的还原速率有较大的影响,过高或过低的pH、MLSS值均不利于NO2-还原过程的进行。试验结果显示:pH值为7～8、MLSS为5000mg/L时,NO2-的还原速率较高,最高可达0.527g/(gVSS.d)。

优化改进传统CAST工艺并高效低耗去除氮磷

传统CAST工艺广泛应用于城市污水处理,但在实际运行中常因工艺本身缺少独立有效的缺氧过程,使得氮磷的去除受到限制,出水水质很难达到一级A标准。针对大连泉水污水处理厂传统CAST工艺的实际运行情况以及存在的问题,将传统CAST工艺优化改进为能够高效脱氮除磷的CAST工艺,增设缺氧搅拌过程,缩短曝气时间,在提高出水水质的同时降低能耗。增加缺氧反硝化过程不仅能为随后进行的硝化过程提供较充足的碱度,还能去除相当一部分有机物,减轻曝气负荷。运行结果表明,优化改进后的CAST工艺使出水TN稳定达到一级A标准,TP<1mg/L,NH 4+-N<1 mg/L,同时节省生化池电耗约15.3%。

高氮渗滤液短程生物脱氮反硝化动力学研究

采用UASB-SBR组合工艺处理实际垃圾渗滤液,在获得稳定短程生物脱氮的前提下,通过批次实验,研究SBR系统内短程生物脱氮污泥的反硝化特性。本实验通过设定不同的NO2-浓度和pH梯度获得不同FNA浓度考察其对反硝化菌的抑制影响。实验结果表明,恒定pH下,以NO2-作为电子受体时,比反硝化速率与初始NO2-浓度符合Andrews抑制模型。pH=7、7.5和8的Andrews模型抑制系数KI分别为22.20、22.71和1 665.97 mg/L。pH在7~8时,随着pH升高,KI也在不断升高,FNA对反硝化过程的抑制强度不断减弱。

COD、MLSS、pH值及污泥驯化对脱氮除磷的影响

为了探讨碳源、pH值、污泥浓度以及驯化后污泥对脱氮除磷的影响,在有效容积为10 L的SBR内进行了试验研究,按不同影响因素在不同条件下试验。试验结果表明:随着碳源(乙酸钠)投加量的增加,当C/N值由1.44分别增至4.33、7.22时,对NO3--N的去除率由21%分别提高到81%、99%,但对PO34--P的释放未产生显著影响;在碳源足够的条件下,驯化一个月左右的污泥反硝化速率由13.27 mg/(L.h)增至50 mg/(L.h)左右;当MLSS由1 600 mg/L增至8 000 mg/L时,反硝化作用增强,对NO3--N的去除率由82%提高到95%;在pH值分别为5、7、9三个水平下,pH值=7时对NO3--N的去除率最高,为65%。