不同运行模式下改良型CAST工艺处理生活污水的除磷性能

实验采用改良型CAST工艺,以生活污水为研究对象,考察了C/P、回流比及温度等不同运行模式对系统除磷性能的影响.结果表明,常温条件下进水C/P由50升至100,系统除磷率均值从15%迅速升至95.6%,除磷性能显著提高;继而降低C/P至75,除磷性能因进水碳源不足再度下降,除磷率均值为51.4%,且长期投加易降解碳源引发系统污泥膨胀并导致污泥大量流失.C/P较低情况下,回流比由25%降低至12.5%,除磷性能提高2.3倍,继续降低回流比至0,除磷性能反而下降;温度实验研究则表明,低温系统(14℃±1℃),除磷率稳定维持在90%以上,而高温短程硝化系统(27℃±1℃)除磷率仅为14.1%,可见低温更有利于系统磷的去除.吸磷小试发现,常温系统污泥以O_2、NO_3^-和NO_2^-为电子受体均能进行吸磷,而低温系统污泥能以O_2、NO_3^-为电子受体进行吸磷,高温系统污泥则仅能以O_2为电子受体进行少量吸磷.此外,实验还发现,系统短期闲置导致的污泥"饥饿"有利于系统除磷率的提高.

改良型CAST工艺短程生物脱氮的实现与破坏

以改良型CAST反应器处理实际生活污水,研究了系统实现短程生物脱氮的条件及其稳定性。结果表明:控制曝气量为0.5 m3/h、温度为(28±0.5)℃、污泥龄为15 d,成功地在改良型CAST反应器内快速实现了短程硝化;继续降低曝气量至0.4 m3/h,短程硝化稳定维持了128个周期,在此阶段系统内亚硝态氮积累率均值为73.43%,最高可达86.08%,总氮去除率为69.35%,较全程硝化的脱氮效率提高了18.45%,且污泥沉降性能良好。研究还发现,降低进水总氮浓度会导致亚硝态氮积累率下降甚至破坏短程硝化,且短程硝化一旦被破坏,即使再次提高进水总氮至原浓度并调节温度和曝气量至最有利于短程硝化的条件,系统的短程生物脱氮性能在长期内仍不能恢复。

不同诱导模式下CAST工艺的亚硝酸盐型反硝化除磷能力

实验采用改良型CAST工艺,考察了不同诱导模式下系统的除磷脱氮性能.结果表明,在缺氧条件下投加亚硝酸盐对系统反硝化除磷性能的抑制作用较大,投加量为5 mg·L^(-1)时系统除磷性能变差.相比较,好氧投加亚硝酸盐的CAST系统更稳定,当亚硝酸盐投加浓度为5、10、15 mg·L^(-1)时各工况初期除磷性能均有小幅波动,但分别经过10、6、34 d驯化后,除磷率迅速回升并稳定在95%以上,出水磷浓度均小于0.5 mg·L^(-1);投加量为20 mg·L^(-1)时工艺除磷性能急速恶化,但污泥的亚硝酸盐型缺氧吸磷能力是驯化前的10.4倍,说明投加一定浓度亚硝酸盐导致的除磷性能恶化可以解除,且长期投加有利于富集以NO_2^-为电子受体的反硝化聚磷菌.实验还发现,好氧投加一定浓度亚硝酸盐系统污泥沉降性能良好且污泥浓度不断降低,这对污泥减量具有一定指导意义.