OSBR工藝污染物去除性能的研究-

1、低溶解氧條件A/OSBR工藝污染物去除性能的研究*論文導(dǎo)讀:：低溶解氧條件下。發(fā)現(xiàn)A/OSBR系統(tǒng)低DO條件下。比照考察城市生活污水中污染物的去除效果。去除效果。論文關(guān)鍵詞：低溶解氧，A/OSBR，污染物，去除效果1引言活性污泥法中，曝氣主要起供氧和擾動混合的作用。曝氣提供的氧被污水中的活性微生物用來氧化有機物并合成細(xì)胞。反響器中的溶解氧 (DO)濃度是活性污泥法的重要運行參數(shù) 。當(dāng)曝氣池中DO濃度偏低，好氧微生物不能正常生長和代謝，導(dǎo)致出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)；當(dāng)DO濃度過高，不僅曝氣能耗增加，而且活性污泥的活性也會降低。一般情況下要求曝氣池中DO不低于 2mg/L，但在實際工程中卻常常會出現(xiàn)曝氣強度

2、過高的情況。有研究發(fā)現(xiàn)通過有效手段將DO控制在較低的適當(dāng)水平，不影響微生物的正常生長和有機物的代謝，仍然可保持良好的出水水質(zhì)。本文通過控制平均溶解氧DO濃度保持在1mg/L和2mg/L左右的條件下，比照考察城市生活污水中污染物的去除效果。間歇式活性污泥法(以下簡稱SBR工藝)，由于其較高的處理效率，較少的基建投資和脫氮除磷功能，在污水處理中得到廣泛應(yīng)用。本試驗采用A/O運行方式的SBR工藝進行研究。2 試驗材料和方法2.1試驗用水來源和水質(zhì)實驗采用哈爾濱工業(yè)大學(xué)家屬樓生活污水，活性污泥取自哈爾濱文昌污水處理廠，實際生活污水水質(zhì)成分詳見表1。表1 實驗用水水質(zhì) 水質(zhì)參數(shù) 濃度范圍 pH值 6.5

3、-8.2 COD (mg/L) 300-400 NH4+-N (mg/L) 40-50 PO43-P (mg/L) 2-4 2.2 試驗裝置和方法SBR反響器由有機玻璃制成，上部為圓柱形，下部為圓錐體環(huán)境保護論文，試驗裝置圖如圖1所示，反響器高為700 mm，直徑為200 mm，總有效容積為12 L，排水體積為3 L，充水比為0.25。在反響器壁的垂直方向設(shè)置一排間隔為10 cm的取樣口，用于取樣和排水。底部設(shè)有放空管，用于放空和排泥。在反響器下方設(shè)置曝氣砂頭，由轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)曝氣量。pH、DO、ORP氧化復(fù)原電位探頭置于反響器內(nèi)，在線監(jiān)測各個指標(biāo)的變化。試驗期間溫度穩(wěn)定在251之間。圖1試驗

4、裝置圖Fig. 1 Schematicdiagram of experimental equipment本實驗采用缺氧/好氧(A/O)的運行方式，試驗共運行5個月，共400個周期。每天運行3個周期，每周期為8 h，分別為瞬時進水、缺氧攪拌0.5 h、好氧曝氣2.5h、沉淀2 h、其余時間為排水和待機。好氧末期排放一定體積的混合液，控制系統(tǒng)的污泥齡在10 d-15 d，MLSS控制在2500 mg/L -3000 mg/L。2.3 檢測分析工程COD采用5B-3型COD快速測定儀測定；NO3-N采用麝香草酚分光光度法；NO2-N采用N-1-萘基-乙二胺光度法；NH4+-N采用納氏試劑分光光度法；

5、MLSS、SS采用濾紙重量法；PO43-P采用鉬酸鹽分光光度法；DO和溫度用WTW inoLab Oxi level2實驗室臺式儀在線檢測；微生物相分析采用OLYMPUS BX51/BX52光學(xué)顯微鏡觀測。3 實驗結(jié)果和分析3.1 COD去除效果COD是污水處理中用于反映污水中有機物含量的綜合指標(biāo)，低DO條件下和正常DO條件下COD去除效果如圖2所示。典型周期內(nèi)A段COD濃度迅速下降，這主要是由于系統(tǒng)的稀釋作用，同時在A段新參加的污水為反硝化過程提供碳源。低溶解氧條件下，盡管平均DO濃度較低，僅為1mg/L，但是比照正常DO條件下系統(tǒng)COD去除效果差異很小，甚至在典型周期內(nèi)平均DO=1mg/L

6、時COD去除效果比正常DO濃度下的去除效果更好。如圖2所示。當(dāng)平均DO=2mg/L時，隨著反響時間的延長，COD濃度逐漸下降，當(dāng)曝氣2.5 h后，出水COD穩(wěn)定在50 mg/L左右，系統(tǒng)COD去除效率可穩(wěn)定保持在85%88%之間。而當(dāng)平均DO=1mg/L時，系統(tǒng)曝氣2.5 h后出水COD根本可以保持在40mg/L左右。系統(tǒng)COD去除效率可穩(wěn)定保持在87%91%之間。低DO情況下COD去除效果略微高于正常溶解氧去除效果，在各時間段內(nèi)COD出水濃度同比降低4%15%?？梢娫贒O平均濃度較低的情況下DO=1mg/L時，系統(tǒng)對COD的去除能力有一定提高，出水水質(zhì)COD更低。圖2上下DO條件下典型周期內(nèi)

7、COD隨時間變化曲線Fig.2 The CODremoval effect with normal and low DO3.2 氨氮去除效果實驗中比照考察了正常DO平均DO=2mg/L和低DO平均DO=1mg/L條件下氨氮的去除效果，如圖3所示。當(dāng)平均DO=2mg/L時，當(dāng)曝氣2.5 h后環(huán)境保護論文，出水氨氮穩(wěn)定在12 mg/L左右，系統(tǒng)氨氮去除效率可穩(wěn)定保持在95%左右。而當(dāng)平均DO=1mg/L時，系統(tǒng)曝氣2.5 h后出水氨氮根本可以保持在5mg/L左右，系統(tǒng)COD去除效率可穩(wěn)定保持在90%左右。低DO情況下氨氮去除效果低于正常溶解氧去除效果，在各時間段內(nèi)氨氮出水濃度同比高15%30%?？?/p>

8、見在DO平均濃度較低的情況下平均DO=1mg/L時，活性污泥對氨氮的去除能力有一定降低，出水氨氮有一定升高，但出水氨氮濃度仍然可保持在5mg/L左右。圖3 上下DO條件下典型周期內(nèi)氨氮隨時間變化曲線Fig.3 The ammonia nitrogen removal effect withnormal and low DO在好氧段，盡管SBR反響器長期處于低DO運行狀態(tài)，在進水氨氮濃度保持在40mg/L50mg/L時，活性污泥系統(tǒng)仍然可以保持比擬高的硝化效率，平均氨氮去除率可達(dá)90%，SBR工藝中，影響氨氮去除效果的因素主要有進水COD和氨氮負(fù)荷、HRT、SRT、DO等因素。Hanaki等研究

9、認(rèn)為，在低溶解氧的條件下，盡管有機物氧化菌對硝化菌有抑制作用，但是由于氨氮氧化菌的增殖速率加快了1倍，補償了DO降低所造成的活性下降，因而系統(tǒng)的氨氮去除效果仍然比擬高。3.3 亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮污染物的變化實驗中比照考察了正常DO平均DO=2mg/L和低DO平均DO=1mg/L條件下亞硝酸鹽和硝酸鹽污染物濃度的變化，如圖4所示。從圖4中可看出，好氧段正常DO條件下，硝化反響進行較為順利，在反響結(jié)束時，硝酸鹽濃度較高，亞硝酸鹽累積率為13%。好氧段低DO條件下，由于溶解氧濃度的限制，硝化反響速度較慢，在反響結(jié)束時，亞硝酸鹽濃度較高，亞硝酸鹽累積率為37%。通過氮平衡分析，發(fā)現(xiàn)A/OSBR系統(tǒng)低

10、DO條件下，存在較為明顯的同步硝化反硝化現(xiàn)象。以往的局部研究說明，同步硝化反硝化均是在較低的DO濃度條件下發(fā)生的，本實驗的平均DO濃度在1mg/L環(huán)境保護論文，因此在試驗過程中考察氨氮氧化速率、NOX-N 生成速率以及相應(yīng)的實時DO濃度，如圖5所示。圖4上下DO條件下典型周期內(nèi)亞硝酸鹽和硝酸鹽隨時間變化曲線Fig.4 The nitrite and nitrate concentration variationwith normal and low DO圖5 低DO與NOX-N 生成速率和氨氮氧化速率之比間的關(guān)系Fig. 5Relationship of low DO and ratio of

11、 NOX-N formation rate to NH4-Ndecay rate由圖5中可得出如下關(guān)系式：低DO濃度條件下，NOX-N生成速率與NH4-N氧化速率之比與DO濃度都均保持了較好的線性關(guān)系。通過調(diào)節(jié)反響器中的DO濃度，使反響系統(tǒng)中的硝化反響以適宜的反響速率進行，同時兼顧同步硝化反硝化，對于SBR保持同步硝化反硝化，縮短反響的時間，具有重要的現(xiàn)實意義。3.4 正磷酸鹽的去除效果實驗中比照考察了正常DO平均DO=2mg/L和低DO平均DO=1mg/L條件下正磷酸酸鹽污染物濃度的變化，如圖6所示。從圖6中可看出，系統(tǒng)在前30min先進行反硝化，同時儲存在細(xì)胞內(nèi)的磷釋放，造成正磷酸鹽的濃度

12、升高并到達(dá)最高值。在曝氣開始后，隨著時間的延長，正磷酸鹽濃度迅速下降，在反響結(jié)束時，上下DO條件下，系統(tǒng)出水正磷酸鹽的濃度根本相近，均低于0.5mg/L。在好氧段不同的DO濃度條件下，初始階段高溶解氧條件下，正磷酸鹽去除率較高，低DO條件下正磷酸鹽去除率相對較低。但在反響時間在1.5h2.5h時，系統(tǒng)對正磷酸鹽的去除效率均超過90%。因此，從本實驗中分析可知，在A/OSBR系統(tǒng)中，好氧段DO濃度對正磷酸鹽去除效果影響較小。圖6上下DO條件下典型周期內(nèi)正磷酸鹽隨時間變化曲線Fig.6 The phosphorus removal effect with normal and low DO3.5出

13、水懸浮物在低溶解氧條件下，A/OSBR出水水質(zhì)非常清澈。經(jīng)過沉淀后，出水中幾乎沒有肉眼可見的懸浮物。實際測得出水SS在1 mg/L-2 mg/L之間，有時用濾紙重量法幾乎檢測不出，通過鏡檢可見，在活性污泥系統(tǒng)中，具有一定數(shù)量的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的絲狀菌，在沉淀過程中可吸附、截流水中微小顆粒物和游離細(xì)菌，使出水水質(zhì)非常清澈。4. 結(jié)論1當(dāng)平均DO=1mg/L時，系統(tǒng)曝氣2.5 h后出水COD根本可以保持在40mg/L左右。系統(tǒng)COD去除效率可穩(wěn)定保持在87%91%之間。低DO情況下COD去除效果略微高于正常溶解氧去除效果環(huán)境保護論文，在各時間段內(nèi)COD出水濃度同比降低4%15%。2當(dāng)平均DO=1mg/L時

14、，系統(tǒng)曝氣2.5 h后出水氨氮根本可以保持在5mg/L左右，系統(tǒng)COD去除效率可穩(wěn)定保持在90%左右。低DO情況下氨氮去除效果低于正常溶解氧去除效果，活性污泥對氨氮的去除能力有一定降低，出水氨氮濃度有一定升高，但出水氨氮濃度仍然可保持在5mg/L左右。3當(dāng)平均DO=1mg/L時，由于溶解氧濃度的限制，硝化反響速度較慢，在反響結(jié)束時，亞硝酸鹽累積率為37%。低DO濃度條件下，NOX-N 生成速率與NH4-N氧化速率之比與DO濃度都均保持了較好的線性關(guān)系。4在A/OSBR系統(tǒng)中好氧初始階段，DO濃度對正磷酸鹽去除效果影響較大，反響時間在1.5h2.5h時，DO濃度對正磷酸鹽去除效果影響較小。上下D

15、O條件下，系統(tǒng)出水正磷酸鹽的濃度根本相近，均低于0.5mg/L。5在低溶解氧條件下，A/OSBR出水水質(zhì)非常清澈。出水SS在1mg/L-2 mg/L之間，鏡檢可見一定數(shù)量網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的絲狀菌。參考文獻(xiàn)【4】Rordrigues A C, Brito A G, Melo L F. Post treatmentof a brewery wastewater using a sequencing batch reactor .Water EnvironmentResearch, 2001, 73(1): 4551【5】曾薇,彭永臻,王淑瑩.SBR工藝交替硝化反硝化運行方式的可行性研究. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2

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