庆阳一体化污水处理设备

庆阳一体化污水处理设备

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生物除磷
EBPR系统中的除磷过程是利用PAOs(聚磷菌)在厌氧条件下吸收基质合成聚羟基烷酸(PHA)并分解胞内poly-P(聚磷)释磷,然后在好氧条件下分解胞内PHA并过量吸磷合成poly-P完成的。Dulekgurgen发现EBPR系统厌氧段结束时,颗粒污泥内大量存在的杆状细菌经染色呈poly-P阴性、PHA阳性,好氧段结束时杆状细菌Neisser染色呈阳性。此染色结果与活性污泥中PAOs的染色结果*,说明好氧颗粒污泥中的杆状细菌与PAOs的代谢机理相似。Lin等指出SBR系统中好氧颗粒污泥可厌氧吸收碳源释磷,并在好氧条件下快速吸磷,颗粒污泥中的P质量含量达1.9%~9.3%,是接种污泥的2.2~11倍。同时随着颗粒污泥比重的增大,颗粒污泥中P的含量升高,说明胞内含poly-P的污泥比普通污泥密度高。Kreuk等研究表明:好氧颗粒污泥表层含有异氧PAOs、自养硝化菌,内层含有PAOs,且在低氧饱和浓度(20%)时,总P的去除率可达到94%。好氧颗粒污泥在EBPR系统中表现出的除磷功能可由PAOs除磷的机理解释。

反硝化除磷
在生物除磷的研究中已发现兼性菌DPB(反硝化聚磷菌)的存在,DPB可在缺氧条件下以NO3-、NO2-为电子受体,同时完成反硝化和吸磷。而好氧颗粒污泥特殊的分层结构恰好为反硝化除磷提供了条件。好氧颗粒污泥表面微生物对溶解氧的吸收利用以及传质阻力对溶解氧扩散的限制,使溶解氧在颗粒内部形成明显的浓度梯度:外层溶解氧浓度高,结构紧凑密实;内层溶解氧较低甚至降为零,结构蓬松。因此好氧颗粒污泥由外向内形成了“好氧-缺氧-厌氧”的微环境。如表1所示,好氧区,溶解氧浓度高,适宜好氧菌、硝化菌的生存繁殖;缺氧区内兼性微生物丰富,如反硝化菌、硫酸盐还原菌等,其中硫酸盐还原菌的存在可以维持低氧化-还原电位,有利于颗粒的形成以及厌氧、缺氧区的形成和维持.
颗粒污泥外部紧凑、内部蓬松的结构有利于基质向内部扩散以及内部代谢产物向外传递:好氧区内硝化反应产生的NO3-、NO2-容易扩散到缺氧区内,利于缺氧区内DPB以NO3-、NO2-为电子受体进行反硝化吸磷活动。同时由于基质传质受限,缺氧区内可利用的基质浓度较低,更有利于DPB除磷。杨国靖等在利用好氧颗粒污泥除磷脱氮的SBR系统中,对经过4h缺氧反应后的污水中磷的浓度进行测定,发现磷浓度由厌氧结束时的108.1mg/L下降为32.2mg/L,缺氧吸磷速率为18.9mg/(L·h),经过计算得出该体系中反硝化聚磷菌占全部聚磷菌的73.1%。说明好氧颗粒污泥中反硝化聚磷菌的大量存在对除磷做出了较大贡献。

厌氧氨氧化和全程自养脱氮
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下氨氮以亚硝酸盐为电子受体直接被氧化成氮气的过程。
厌氧氨氧化菌是专性厌氧自养菌，因而非常适合处理含NO2-、低C/N的氨氮废水。与传统工艺相比，基于厌氧氨氧化的脱氮方式工艺流程简单，不需要外加有机炭源，防止二次污染，又很好的应用前景。
全程自养脱氮工艺是在限氧的条件下，利用*自养性微生物将氨氮和亚硝酸盐同时去除的一种方法，从反应形式上看，它是中温亚硝化和厌氧氨氧化工艺的结合，在同一个反应器中进行。
厌氧氨氧化和中温亚硝化过程都可以在气提式反应器中运转良好，并且达到很高的氮转化速率，氨氮的去除率达95%，总氮的去除率达90%。
好氧反硝化
近年来，好氧反硝化现象不断被发现和报道，逐渐受到人们的关注。一些好氧反硝化菌已经被分离出来，有些可以同时进行好氧反硝化和异养硝化。这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化，简化了工艺流程，节省了能量。
好氧反硝化脱氮能力随混合液溶解氧浓度的提高而降低。硝化反应速率随着溶解氧浓度的降低而下降;反硝化反应速率随着溶解氧浓度的降低而上升。

在反硝化过程中会产生N2O，是一种温室气体，产生新的污染，其相关机制研究还不够深入，许多工艺仍在实验室阶段，需要进一步研究才能有效地应用于实际工程中。另外，还有诸如全程自养脱氮工艺、同步硝化反硝化等工艺仍处在试验研究阶段，都有很好的应用前景。
A2/O-MBR及其改进工艺
虽然A2/O工艺具有良好的脱氮除磷效果，但其脱氮效率很难进一步提高。为此，Adam等一批学者提出了将A2/O与MBR相结合(A2/O-MBR工艺)的污水处理方式，不仅出水水质效果好、污染物指标去除率高，而且实现了HRT与SRT之间相互独立，很好地解决了传统活性污泥法同步脱氮除磷时两者所需污泥龄不同的矛盾。如：北京市某污水处理厂(8万吨/日)由A2/O升级改造至A2/O-MBR工艺，改造后出水水质由国标一级A标准提高到北京市地标B标准，主要指标满足地表IV类水体标准。在升级改造过程中，该厂表现出诸多亮点，如占地面积小、污水处理无间断、扩建不扩地、节能型MBR技术、紫外加臭氧氧化技术等。
为提高A2/O工艺的脱氮除磷能力，可在一级A提标改造的基础上进一步形成倒置A2/O-MBR和A2/O-A-MBR等组合工艺。研究的倒置A2/O-MBR中试表明，该系统具有高效的生物除磷效果，主要由于倒置A2/O段理想的释磷环境和MBR段膜分离对胶体形态磷的截留作用；董良飞等在A2/O基础上开展了A2/O-A-MBR工艺处理低碳源城市污水的中试研究，经过60天的调试运行，出水已基本达到地表水IV类的回用要求，进一步提高了脱氮除磷的水平。

污泥颗粒化是微生物细胞间自身固定化的一种特殊形式,是在特定的工艺条件下反应器中的微生物与载体或微生物间相互作用,形成大而密实的颗粒状污泥聚合体。UASB反应器中培育出的厌氧颗粒污泥已被成功应用于高浓度有机废水的处理中,但是存在启动期长,操作温度高,不适于处理低浓度有机废水且脱氮除磷效果不理想的缺点。为克服上述缺点,研究者们又开展了对好氧颗粒污泥的培养,实验研究发现好氧颗粒污泥不但可去除COD且具有脱氮除磷的功能。
EBPR(生物强化除磷)是目前常用的生物除磷工艺,运行经济,但该系统一般利用活性污泥除磷,需要较大的反应容积,另外在EBPR的实际应用中也发现了不明原因导致的除磷失败现象。若能将好氧颗粒污泥代替传统活性污泥运用于EBPR中,则可解决EBPR系统占地面积大、污泥膨胀、产泥量高以及二次释磷等问题。本文将结合国内外参考文献,通过对好氧颗粒污泥特性的分析,探讨产生除磷现象的原因,以期为深入研究好氧颗粒污泥的除磷功能提供理论知识。