基于机械淘洗的活性初沉池碳源转化与回收评价

针对我国污水处理厂进水碳氮比值失调、初沉池中颗粒态碳源流失严重导致生物系统脱氮除磷碳源不足的问题,开展了传统初沉池运行效果评价与活性初沉池碳源转化回收技术研究。结果表明,传统初沉池对COD的去除率达到40.49%,其中对颗粒态COD的去除率更是高达56.27%,初沉池中大量碳源的无效流失导致生物系统进水碳氮比值与碳磷比值明显降低。而在活性初沉池中试系统中,由于大量污泥在池底部长期积累,有利于水解发酵细菌的繁殖与富集。高通量测序分析结果显示,Proteobacteria(34.17%)、Bacteroidetes(22.22%)、Chloroflexi(13.29%)是活性初沉池系统中的优势种群。活性初沉池系统使初沉污泥中微生物种群结构发生了显著的变化,而这种变化有利于初沉污泥水解发酵的进行。通过微生物的水解发酵及机械搅拌单元的淘洗作用,活性初沉池出水SCOD与VFAs可分别增加51.7 mg/L和18.8 mg/L,经过活性初沉池后污水的SCOD/TN值和SCOD/TP值可分别提高40.9%和41.8%。活性初沉池系统可有效减少污水中碳源流失,实现对颗粒态碳源的原位转化与回收。     

利用活性初沉池改善进水水质与强化生物脱氮研究

建有初沉池的污水处理厂通常都不能满足生物脱氮除磷对碳源的需求,而取消初沉池则会增加好氧池的曝气能耗并降低生物处理工艺的稳定性。利用初沉污泥发酵来增加生物可利用的碳源被证明是行之有效的方法,其中利用活性初沉池进行污泥发酵是最为简单、改造费用最低的一种发酵方式,但其发酵效果难于控制。以北京高碑店污水厂的升级改造工程为背景,开展了将普通初沉池改造成活性初沉池的生产性试验。结果表明,活性初沉池中典型的污泥层高度为0.22~0.54 m,仅为普通初沉池池边水深的5%~12%;与未改造的普通初沉池相比,经改造后的活性初沉池出水VFA、SBOD5、COD、C/N、C/P值分别增加了48.8%、45.3%、20.5%、66.2%、26.2%;活性初沉池系列的缺氧反硝化效果明显好于普通初沉池系列的,缺氧末端的硝酸盐氮浓度均值分别为3.4和8.9 mg/L。因此,将普通初沉池改造成活性初沉池是实现节能降耗和稳定达标的有效措施。     

高效初沉发酵池处理城市污水的中试研究

应用生物絮凝沉淀和水解发酵耦合工艺,将传统的初沉池改造为集进水悬浮固体的沉淀分离和沉淀污泥的产酸发酵为一体的高效初沉发酵池,以优化碳源结构,提高后续工艺的污泥活性和脱氮除磷能力。在水力停留时间为0.75 h、悬浮污泥絮体层界面高度不低于高效初沉发酵池有效池深的70%、SRT为4 d的条件下,考察了高效初沉发酵池对进水水质的改善效果。结果表明:高效初沉发酵池对SS的去除率为78%,是普通初沉池的近2倍;出水VSS/SS均值为71.9%,较普通初沉池提高了17.3%;出水C/N和C/P值较进水值分别提高了33%和14%,且明显高于污水厂普通初沉池出水水质。碳源结构的改善提高了后续生物处理工艺的脱氮除磷效果,对TP的去除率稳定在90%～98%。     

水解酸化池预处理低碳生活污水的效能分析

为了提高低碳氮比生活污水的脱氮效能,在缺氧池前设置水解酸化池,通过水解酸化作用改善进水碳源,同时对回流剩余污泥进行降解,以期达到改善进水碳源可生化性、提高其可利用率、减少外碳源投加量并实现污泥减量的目的。分别考察了水解酸化池对污水单独进行预处理以及对污水和回流污泥同时进行预处理情况下的作用效能及其对系统脱氮的影响。结果表明:两种预处理条件下,理论B/C值都大于0.65,出水SCOD/COD的平均值和出水VFA浓度均高于进水,单独污水水解酸化的出水SCOD减少较多,对TN的去除率仅为47.8%;回流剩余污泥后,温度>20℃且每日分4次共回流20 L剩余污泥的TN去除效果明显优于单独污水水解酸化和温度<20℃且每日分2次共回流10 L的运行效果,两种回流量条件下对TN的去除率分别为71.9%和66.1%,污泥减量率分别为58%和56.3%。     

泥位、HRT对高效初沉发酵池运行的影响

以高效初沉发酵池中试装置为试验对象,通过单因素控制,研究了泥位和HRT对其运行效果的影响。结果表明,在合理的运行条件下,高效初沉发酵池对改善生物段进水碳源有显著作用;不同泥位下高效初沉发酵池运行效果排序为:75%>60%>35%>90%,最佳泥位时的出水COD/SS、VSS/SS值分别比进水提高了23.0%、26.0%,而COD/TN值则降低了11.0%;当HRT为0.75 h时高效初沉发酵池的运行效果明显优于其他HRT的,此时出水COD/SS、VSS/SS值与进水相比分别提高了23.0%、22.7%,而COD/TN值降低了13.0%。     

包头市污水厂处理工艺的选择

针对包头市污水处理厂进水B/N值低、出水TN要求高的特点,选择改良A2/O工艺为污水处理工艺,并严格控制生物池的DO和ORP值,实现污水的短程硝化反硝化,降低能耗。在进行污水厂设计时,要合理设计初沉池,以充分利用原水中的碳源,减少或避免外加碳源;此外,还要合理选择内回流比,以降低运行成本和基建投资。     

高负荷初沉发酵池在污水处理中的应用

某污水处理厂进水的碳氮比和碳磷比值偏低,碳源明显不足,分别采用传统初沉池和高负荷初沉发酵池对其进行处理。结果表明,传统初沉池由于对COD的过度去除而导致碳源不足问题加剧;而采用高负荷、高泥位、中低速搅拌模式运行的高负荷初沉发酵池则可有效改善污水中的碳源结构,其出水C/N值和C/P值分别增加了58.8%和79.7%,这可大大提高后续生物处理系统的脱氮除磷效率。     

高压脉冲电场处理污泥的试验研究

针对污水厂碳源不足、污泥脱水性能差等问题,利用高压脉冲电场对污水厂浓缩池污泥进行了裂解破壁处理。结果表明,处理后污泥上清液中COD、BOD5、TN、TP浓度分别增幅280%、470%、55%、169%。碳氮比(C/N值)、碳磷比(C/P值)分别由3.4、12.9增加到了8.3和18.2;将上清液作为碳源补充到污水处理系统进水中,出水TN、TP浓度由18、0.9 mg/L分别降至12、0.3 mg/L,达到一级A排放标准;脱水污泥比阻由155×1011m/kg降至14×1011m/kg,极大地提高了污泥脱水性能。     

MSBR工艺强化生物脱氮生产性试验研究

针对城镇污水处理厂MSBR工艺提标改造时出水氮、磷指标很难同时达到一级A标准的情况,提出了强化生物脱氮措施,包括提高污泥龄(SRT)、提高污泥内回流比r、调整混合液回流比R、延长SBR池缺氧时间、合理控制溶解氧等,并在SRT=12~15 d、污泥外回流比r'=1.5、r=0.6、R=1、SBR池缺氧时间为50 min的强化条件下进行生产性试验研究。结果表明,试验组的TN去除率比对照组高了16.06%,出水TN和氨氮浓度均能稳定达到一级A标准,缺氧池、好氧池和SBR池缺氧阶段的TN去除率分别为14.1%、26.3%和24.8%,微生物协同作用和后置反硝化是MSBR工艺的主要脱氮途径,强化后置反硝化是提高MSBR工艺脱氮效果的主要方法;但强化脱氮措施对系统除磷有一定影响,试验组的TP去除率比对照组低6.10%。     

超声波溶胞作用对脱氮除磷系统的影响

探讨了超声波作用后的剩余污泥回流至A2/O系统对污泥减量和处理效果的影响,为污水处理开辟新的碳源,对实现污泥减量及资源化进行了有益的尝试。试验结果表明:超声波作用10 min后的剩余污泥回流至A2/O系统中,系统表观产率降低;剩余污泥回流至厌氧池、缺氧池、好氧池,其减量效率分别为35.99%、31.04%、30.14%。同时,出水COD、TN、NH3-N、NO3-N与未回流剩余污泥(超声作用后)时相比较高,但均达到了GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B出水标准。出水TP会超过1 mg/L,这主要是由出水浊度较高引起的。     

腐殖填料生物滤池处理生活污水的效能研究

采用腐殖垃圾作为填料构筑生物滤池,进行处理生活污水的实验室小试研究,并在此基础上进行工程示范。结果表明,小试装置对COD、NH4+-N、TP和TN的平均去除率分别为85.7%、96.3%、63.5%和25.6%;出水回流可以提高对TN的去除率,回流比为10%和20%时,对TN的平均去除率分别提高至49.8%和63.8%。示范工程(100 m3/d)位于江苏省扬中市,对COD、NH 4+-N、TP和TN的平均去除率分别为55.0%、100%、84.5%和19.2%;除TN因碳源不足而反硝化效率较低,导致其出水浓度较高外,其他指标:COD40 mg/L、TP0.5 mg/L、NH4+-N基本检测不出来;工程使用的腐殖垃圾填料从浸出毒性到出水重金属浓度均具安全性,不影响出水的回用。示范工程的投资3 000元/m3,污水处理成本0.1元/m3。     

新型气浮设备去除污水厂二沉池出水TP和SS中试

采用自主设计研发的新型气浮设备对北方某市污水厂二沉池出水进行深度处理,考察了混凝剂种类、水温、回流比、表面负荷等对去除TP和SS的影响。结果表明,在一定的表面负荷和回流比下,二沉池出水经新型气浮设备处理后TP浓度低于0.3 mg/L,且不受温度影响。在仅投加PAC时,该设备即可维持出水SS低于20 mg/L。相较于高效沉淀池,采用气浮处理二沉池出水的运行费用低,经济效益好,可作为城市污水厂深度处理工艺。     

AAO氧化沟/纤维转盘滤池用于污水厂改扩建

三亚市荔枝沟水质净化厂改扩建工程规模为1.5×10~4m~3/d,采用AAO氧化沟+辐流式二沉池+混凝沉淀池+纤维转盘滤池处理工艺,出水水质执行一级A排放标准。生物池采用AAO氧化沟,充分考虑与现状AAO氧化沟的统一和衔接;通过增加新建二沉池直径、新建混凝沉淀池和纤维转盘滤池等措施,降低现状二沉池和纤维转盘滤池负荷,提高对SS和TP的去除效果;并新建碳源投加间,提高对TN的去除效果。运行结果表明,提标改造工艺设计合理,出水水质稳定达到设计标准。     

强化水解反应器的中试研究

针对城镇污水处理厂进水SS/BOD5值偏高、C/N值偏低等问题,对传统水解反应器进行改进,设置两层布水器,以强化污水及初沉污泥的水解,改善出水碳源结构。在水力停留时间为3.5 h、污泥停留时间为15 d的条件下,强化水解反应器对SS的去除率达到89.7%,对COD>100的去除率达到92.1%;出水中溶解性有机物和小粒径有机物所占比例显著增加,SCOD/COD和COD0.45～5/COD值分别提高了38.2%和15.9%;出水VFAs含量约为进水的1.5倍,VFAs/TN值由进水的2.0提高至4.0,VFAs/TP值由进水的8.7提高至26.2。     

深床滤池在无锡市芦村污水处理厂的运行效果

DeniteFilter(反硝化滤池)是将生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元,一池多用,兼具除磷脱氮功能。针对TN达标难点,无锡市芦村污水处理厂四期工程深度处理中采用了该工艺,运行中发现,投加理论碳源量时,出水TN不能达标,经分析,是二沉池出水DO及滤池进水DO上升消耗了碳源所致,因此,重新核定了碳源投加量。运行结果表明,增加碳源投加量后出水TN达标。建议通过改进滤池出水堰形状和增加碳源投加精确控制系统来削减碳源投量。     

乙酸钠碳源强化生物滤池对二沉池出水的脱氮效果

对于碳源不足的城市污水厂二沉池出水,通过外加碳源提高对其TN的去除率是一种直接而有效的方法.采用生物滤池(滤速为2 m/h)深度处理二沉池出水,并投加乙酸钠碳源,发现当进水混合液的COD>95.0 mg/L时,对TN的去除率可达到98%;部分外加碳源可被DO消耗,只有当进水混合液COD增至57.7 mg/L时,出水DO降到0.8 m/L左右,反硝化现象才逐渐明显;当碳源投加不足时,会出现亚硝态氮的积累,当进水混合液的COD平均为81.1mg/L时,亚硝态氮积累量高达6 mg/L.     

某典型城市污水厂一级A达标排放中试

以北方某城市污水处理厂A/O处理工艺为背景,在冬季10月—12月份进水水质条件下,通过中试和生产现场进行对比,分别研究投加碳源、增加内回流比、扩大缺氧池容积等对生物脱氮的影响。结果表明:当投加95 mg/L的葡萄糖使废水C/N值达到3～4、外回流比为100%、内回流比达到250%、扩大缺氧池容积使停留时间增加到4.13 h、FeCl2投加量为10 mg/L时,最终可使污水厂出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。     

城市污水处理过程中污泥的理化特性研究

为研究城市污水处理过程中污泥理化特性的变化情况,采集了南京市江心洲污水处理厂各处理单元的污泥,分析了各种污泥的含水率、pH、EC、CEC、LOI、TN和TP的含量.结果表明,不同污泥的pH、EC、CEC、LOI、TN和TP含量存在明显差异,且随污水处理流程呈规律性变化.初沉池污泥、脱水前混合污泥和脱水污泥的pH、CEC略高于生化污泥和二沉池污泥的;而EC、LOI、TN和TP则低于生化污泥和二沉池污泥的.二沉池污泥和脱水前混合污泥的理化特性对比结果表明,该污水处理厂最终处理污泥(脱水污泥)的理化特性主要由初沉池污泥的理化特性决定.脱水处理会导致污泥中TP、CEC、pH的下降及EC的升高.     

处理低碳源污水的倒置A~2/O工艺强化脱氮调控

重庆市某大型污水处理厂采用倒置A2/O工艺处理低碳源城市污水,针对其在运行中存在的反硝化能力不足、脱氮除磷效果不佳和调控技术的缺陷,进行了强化脱氮综合调控技术的生产性试验研究。在2008年的常温和高温季节,采取投加垃圾渗滤液(投配率为0.1%)、缩短初沉池的HRT为原来的1/3、提高污泥浓度到4 500 mg/L、设置好氧第1段为反硝化过渡段及提高回流比等措施后,增加可利用碳源达15%以上,出水NH3-N为2.5 mg/L,对其去除率为90%;出水TN为17 mg/L,对TN的去除率提高至54%,单位电耗减少了15%(降至0.22 kW.h/m3)。在2008年—2009年的低温季节,采取了提高污泥浓度到约6 000 mg/L、控制好氧区的DO为1.2 mg/L等措施,出水NH3-N为3 mg/L,对NH3-N的去除率为88%;出水TN为15.5 mg/L,对TN的去除率为62%。     

低负荷运行时内回流比对A2O工艺脱氮的影响

考察了低负荷运行情况下,内回流比对A²O工艺脱氮效果及碳源投量的影响。结果表明,内回流比由400%降至200%时,缺氧池出水NO₃^--N浓度由5 mg/L降至2 mg/L左右,该过程大约需要6 h。相比于内回流比为400%,内回流比为200%时,在碳源投量相同的条件下,总氮去除率提高22.4%;在好氧池出水NO₃^--N浓度相同的条件下,碳源投量节约13.8%。