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%。     

利用活性初沉池提高传统初沉池出水碳源的研究

采用生物处理工艺的城市污水处理厂,其传统初沉池出水的碳源难以满足后续生物脱氮除磷的需求,但是取消初沉池会增大生物池的曝气量及能耗。因此提出了一种减少碳源流失的活性初沉池新工艺,并通过中试分析了不同转速及回流比下活性初沉池的出水效果。当活性初沉池的转速由40 r/min增加到80 r/min、回流比由10%增加到30%时,其出水的SCOD、VFA、SCOD/TN、SCOD/TP值都有不同程度的提高。在转速为60 r/min、回流比为20%时,活性初沉池出水的SCOD、VFA、SCOD/TN、SCOD/TP值分别较进水提高了34.00%、30.35%、70.73%、63.15%。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

超声预处理污泥发酵液作为反硝化聚磷补充碳源研究

剩余污泥含有丰富的有机物和氮、磷等营养物质,对其进行超声预处理及水解酸化可回收溶解性的有机物及水解产物作为生物脱氮除磷工艺的补充碳源。以增加水解酸化后污泥上清液中的挥发性脂肪酸(VFA)为目的,研究了超声声能密度及超声时间对污泥水解酸化释放SCOD和VFA的影响以及污泥水解酸化产物作为反硝化聚磷工艺补充碳源的可行性。结果表明,超声预处理可以有效促进污泥的水解酸化,在一定的范围内增加超声时间和声能密度可以提高水解酸化过程中产生的SCOD和VFA浓度;有利于水解产酸的超声预处理条件是声能密度为1. 5 W/mL、超声时间为10 min。在实际污水中投加污泥发酵液作为补充碳源可以提高反硝化聚磷系统对PO_4~(3-)-P的去除率,且发酵液/实际污水体积比为1/35时去除率最高;长期以污泥发酵液作为补充碳源,随着运行时间的增加,系统对PO_4~(3-)-P的去除率不断提高,运行20 d以后去除率达到了100%。     

HA-A/A-MCO工艺的基质转化与除污特性研究

针对现有污泥减量技术对氮、磷去除率低的问题,开发了一个具有同步脱氮除磷和污泥减量功能的HA-A/A-MCO工艺.采用该工艺处理校园生活污水,当进水COD为316～407mg/L时,出水COD≤18 mg/L,对COD的平均去除率为96%;将相当于进水量2%的厌氧释磷污泥回流至水解酸化池与原水-并进行水解处理后,大部分污泥转化为溶解性有机物,且主要是VFA(约275 mg/L),为原水中VFA(58 mg/L)的4.74倍,这为后续A~2/O单元进行脱氮除磷提供了充足的碳源.通过考察各反应池出水的三维荧光特性还发现,HA-A/A-MCO系统的各工段对原水中的溶解性有机质(DOM)具有显著的降解作用.     

污泥水解酸化液用作A2/O系统脱氮除磷碳源的研究

实际生活污水多属于低C/N值水质,无法同时满足脱氮除磷对碳源的需求.为此,采用批量试验考察了剩余污泥的水解酸化产物用作脱氮除磷碳源的可行性.污泥经水解酸化后SCOD的溶出率达到80%,其中VFAs占43.2%,VFAs总量是生活污水的3倍多.以污泥的水解酸化液和生活污水作为反硝化电子供体时,最大反硝化速率分别为2.7和1.6 mgNO3--N/(gMLSS·h).将污泥酸化液用作A2/O系统的补充碳源,可提高系统的负荷,对N4+-N、TN及PO4h3--P的去除率分别为92%、77.1%和89.4%.其中,对TN和PO43--P的去除率比投加甲醇分别提高了5.2%和4.8%.投加乙酸钠、甲醇和水解酸化液时,A2/O系统好氧区的吸磷速率分别为1.2、0.7和0.9 mgPO43--P/(gMLSS·h).可见,污泥酸化液适宜用作A2/O系统的补充碳源.     

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.     

分段进水对A2O/MBR组合工艺的影响机制研究

针对现有城市污水处理厂进水碳源不足的问题,根据厌氧释磷和反硝化脱氮对碳源的不同需求,采用分段进水A20/MBR组合工艺,研究分段进水对其影响机制.结果表明:分段进水优化了进水碳源在厌氧池和缺氧池中的分布,对TN的去除率随分配到缺氧池流量的增加而增大.当缺氧池分配流量增加到0.35Q时,对总氮的平均去除率达到56.8%,较单点进水工况提高了14.0%.分段进水对去除COD的影响不大,对COD的去除率稳定在82.3%～85.7%.由于进水中溶解性磷浓度较低,磷主要以胶体态和悬浮态形式存在,通过超滤膜的截留作用,组合工艺对TP的平均去除率稳定在90%以上;不过采用分段进水后,组合工艺对TP的平均去除率会略有下降.     

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%。     

晋中市污水水质及低C/N值进水反硝化特征

针对城市污水处理厂出水总氮浓度超标和低C/N值(C/N值4)的现象,以晋中市某污水处理厂为研究对象,深入分析其污染物指标分布概率和污水水质特征。采用间歇式反硝化试验,对比了以沉砂池、初沉池出水为进水的反硝化过程中,对NO_3~--N及COD的去除效果,并用动力学方法分析两种进水反硝化特征的差异。试验结果表明,沉砂池出水和初沉池出水的反硝化过程均可分为快速反应期、减速反应期和慢速反应期。碳氮比较低条件下,反硝化过程呈一级动力学反应。取消初沉池后,对NO_3~--N的去除率可提高9%,颗粒性有机物碳源(CODSS)可起到增加外碳源的作用。同时表明,取消初沉池为反硝化微生物提供颗粒性有机碳源的工艺思路合理可行,对实际城市污水处理具有指导意义和应用价值。     

不同pH值下初沉污泥与二沉污泥厌氧发酵对比

p H值和发酵时间是影响污泥发酵的重要因素。采用序批法分别对初沉污泥和二沉污泥在p H值为5~12时进行发酵,分析了14 d内两种污泥的发酵过程。从发酵产物如SCOD、VFAs、蛋白质、碳水化合物的溶出及氮、磷的释放等方面系统地对比了两种不同性质污泥的产物溶出过程及溶出率。结果表明:碱性条件明显有利于SCOD和VFAs的溶出,且SCOD在发酵前期迅速溶出,初沉污泥最佳发酵条件为p H值=9、发酵时间=9.5 d,二沉污泥最佳发酵条件为p H值=10、发酵时间=7.5 d;初沉污泥能在较短时间内溶出大量VFAs,因此在初沉污泥足量的条件下单独利用初沉污泥发酵是最有效快捷的获取污泥内碳源的方式;稳定后p H值=10时二沉污泥发酵溶出SCOD的量为671.9 mg SCOD/g VSS,高于初沉污泥的501.6 mg SCOD/g VSS,且氮、磷的释放率也远高于初沉污泥(二沉污泥为52.8 mg NH+4-N/g VSS、13.2 mg PO3-4-P/g VSS,初沉污泥为21.8mg NH+4-N/g VSS、3.6 mg PO3-4-P/g VSS)。二沉污泥发酵溶出的大量氮、磷会严重加大后续生物处理系统的负荷,因此为减小影响并结合两种污泥各自的发酵特点,建议利用混合污泥发酵来获取内碳源,且较优条件为p H值=10、发酵时间=8 d。     

低温下水解反硝化工艺的中试运行研究

为解决污水厂在冬季脱氮效果欠佳的问题,将水解酸化与反硝化过程耦合于水解池中而形成水解反硝化工艺.在温度为10.3 ～ 17.6℃条件下,利用水解反硝化工艺处理城镇污水,当进水COD、NH4+-N、TN和TP的平均浓度分别为446、23.6、36.5和7.3 mg/L时,对其平均去除率分别为93.6％、96.6％、75.6％、92.3％;在无外加碳源的条件下,出水COD、NH4+-N、TN浓度均可达到一级A排放标准,通过投加少量化学除磷药剂也可实现TP浓度达标排放.在温度为8℃条件下,水解反硝化工艺中污泥的比脱氮速率是AAO工艺中缺氧池污泥的1.6倍,而反硝化所消耗的碳源仅为缺氧池污泥的81.7％.     

西安市第四污水处理厂A~2/O工艺的脱氮性能评价

通过对西安市第四污水处理厂A~2/O工艺中生物反应池(厌氧池、缺氧池、好氧池)以及二沉池中氮的组分及污泥硝化活性的测定,评价A~2/O工艺的脱氮性能。结果表明,二沉池作为A~2/O系统的分离单元,对总氮去除的贡献率高达13%～60%,脱氮机理主要是内源反硝化;污泥浓度对TN去除效果具有重要影响,当污泥浓度较高时,TN平均去除率为89%,当污泥浓度较低时,TN平均去除率为69%。二沉池中的内源反硝化脱氮可为我国城市污水处理厂高效生物脱氮工艺的设计、运行及提质增效提供参考。     

污泥作为污水厂内碳源的水解特性及工艺选择

随着各地污水厂出水水质对氮、磷要求的日益提高,强化脱氮除磷成为必然要求,但是我国多数污水厂由于多种原因导致进水碳源不足,尤其是进水SCOD、VFAs的匮乏,直接影响了生物脱氮除磷的效率,甚至不得已采用人工投加外碳源脱氮或者化学除磷方式以满足严格的出水氮、磷要求,但这无疑大大提高了污水厂的产泥率及运行成本.充分挖掘污水厂的“内碳源”,利用污泥水解产生VFAs,不仅能有效提高除磷脱氮效率,而且可以降低污水厂的污泥产量,是可持续的资源化技术.比较了初沉污泥和活性污泥的水解特性差异,介绍了污泥水解工艺的常用构型及参数选择,以及国内外一些成功的实施案例.     

双污泥SBR工艺反硝化除磷特性的研究

以模拟生活污水为研究对象,采用双污泥SBR反应器进行反硝化除磷效果的试验研究。研究结果表明,在初始情况相同情况下,乙酸钠是更利于反硝化除磷系统利用的碳源,总磷的去除率为92.8%;进水COD浓度为150 mg/L时,缺氧吸磷的效果最好,磷去除率达到92%,整个过程运行稳定。     

发酵类制药废水处理工程的设计与调试

某企业产生的发酵类制药废水中悬浮物、有机物、氮、磷浓度高,水质波动大,采用初沉调节池/混凝沉淀池/水解酸化池/MSBR/悬浮生物滤池/加药气浮池组合工艺处理,在进水COD平均为11 932 mg/L、水解酸化后NH<,3>-N平均为162.5 mg/L的情况下,出水COD平均为261 mg/L(去除率达97.8%)、NH<,3>-N平均为1.5 mg/L(去除率达99.1%),其余指标也均达到入管排放标准.     

水解酸化/AAO工艺的同步脱氮除磷及污泥减量研究

针对传统活性污泥法脱氮除磷效率低、污泥产量高的缺点，提出了水解酸化／缺氧-厌氧-好氧（HAAO）污水、污泥一体化处理工艺，研究了该工艺去除COD、氮、磷和污泥减量的效果及其主要影响因素。试验结果表明，在进水COD为286-425mg／L、NH4^＋ -N为36-58mg／L、PO4^3- -P为4-12mg／L、总水力停留时间为11．5h及无外加碳源和碱度的条件下，系统对COD、NH4^＋ -N、TN、PO4^3- -P的去除率分别可达95％、98％、84％、87％。好氧段的DO浓度、固体停留时间（SRT）和剩余污泥回流比对系统的运行效果有重要影响。将污水和剩余污泥同时进行水解酸化，既可有效地改善污水的可生化性，提高系统对碳源的利用效率，又可实现污泥的减量化，试验条件下系统的污泥减量率达56．5％。