Orbal 氧化溝同時(shí)硝化反硝化及生物除磷的機(jī)理研究

1、Orbal 氧化溝同時(shí)硝化/反硝化及生物除磷的機(jī)理研究摘要：對(duì)6個(gè)采用分段、閉環(huán)溝道的rbal氧化溝工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)展了分析評(píng)定，以確定在該工藝中同時(shí)發(fā)生生物脫氮除磷的程度。較低的總氮出水濃度說明，同時(shí)硝化/反硝化在rbal工藝中很易發(fā)生。由于泥齡較長并保持外溝道低溶解氧，有利于硝化菌的生長并進(jìn)步脫氮效率；由于每個(gè)溝道處于相對(duì)均勻混合的狀態(tài)，因此溝道內(nèi)沒有明顯的好氧或缺氧段之分，說明產(chǎn)生反硝化的必要的缺氧環(huán)境可能發(fā)生在菌膠團(tuán)內(nèi)部。采用國際水協(xié)(IAQ)活性污泥1號(hào)模型(AS)對(duì)出水總磷數(shù)據(jù)分析及觀測(cè)到的相對(duì)于BD負(fù)荷的磷的去除說明，生物除磷可能發(fā)生。本研究的根本假設(shè)認(rèn)為，同時(shí)生物除營養(yǎng)化產(chǎn)生于三

2、個(gè)根本原理：生物反響池的混合形態(tài)可以形成生物除營養(yǎng)所必需的缺氧及/或厭氧段，即大環(huán)境；在菌膠團(tuán)內(nèi)部形成的缺氧及/或厭氧段，即微環(huán)境；系統(tǒng)中存在新的、專用微生物。上述機(jī)理在任何生物除營養(yǎng)化系統(tǒng)中都會(huì)有不同程度的發(fā)生。本研究的目的是鑒別影響這三個(gè)機(jī)理在同時(shí)生物除營養(yǎng)化系統(tǒng)中所起相對(duì)作用的因素。關(guān)鍵詞：生物處理生物除磷硝化/反硝化同時(shí)生物去除營養(yǎng)氧化溝活性污泥法是一種廢水生物處理工藝，它也可設(shè)計(jì)成除營養(yǎng)即脫氮除磷的構(gòu)形，通過混合使非曝氣段形成缺氧及厭氧環(huán)境而到達(dá)上述目的。Grady、Daigger及Li1定義了其發(fā)生在各段中的功能及獲得不同除營養(yǎng)程度的必要條件。采用這些明確定義的缺氧及厭氧段工藝已開

3、展了20年，至今仍在污水處理中廣為應(yīng)用。與此同時(shí)，在那些沒有很明顯的缺氧及厭氧段的活性污泥工藝中，人們?cè)鴮掖斡^察到脫氮除磷現(xiàn)象，在曝氣系統(tǒng)中也曾屢次觀察到氮的消失2，這些現(xiàn)象被稱為同時(shí)硝化/反硝化。另外，人們?cè)谕粋€(gè)曝氣池中也觀察到生物除磷現(xiàn)象3、4(其中并沒有正式的厭氧段存在)。正如表1所列，同時(shí)去除營養(yǎng)(氮及/或磷)即SBNR系統(tǒng)提供了今后降低投資并簡(jiǎn)化生物除營養(yǎng)(BNR)技術(shù)的可行性。然而，對(duì)于SBNR的機(jī)理至今還沒有很深化地認(rèn)識(shí)與理解，它不僅僅是一個(gè)設(shè)計(jì)與運(yùn)行的簡(jiǎn)單問題。假設(shè)能對(duì)其應(yīng)用機(jī)理很好地進(jìn)展分析，那么SBNR的推廣應(yīng)用范圍將更廣泛，使其能在現(xiàn)有處理設(shè)施中更易被采用。表1SBNR

4、的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1不需加導(dǎo)流板去形成缺氧及/或厭氧段2不需單獨(dú)設(shè)置缺氧及/或厭氧段裝置3不需要液內(nèi)循環(huán)4可以在現(xiàn)有設(shè)施中施行，不需另設(shè)構(gòu)筑物1運(yùn)行操作機(jī)理還沒有很好地被認(rèn)識(shí)，因此不知如何推廣應(yīng)用2工藝控制可能會(huì)更復(fù)雜根據(jù)對(duì)實(shí)現(xiàn)SBNR系統(tǒng)的分析說明，三個(gè)主要機(jī)理是造成發(fā)生SBNR的原因：混合形態(tài)由于生物反響池混合形態(tài)不均，例如充氧裝置的不同，可在生物反響池內(nèi)形成缺氧及/或厭氧段。此種情況稱為生物反響池的大環(huán)境，即宏觀環(huán)境。菌膠團(tuán)缺氧及/或厭氧段可在活性污泥菌膠團(tuán)內(nèi)部形成，即微環(huán)境。新的專用微生物菌種目前先進(jìn)的微生物學(xué)已在一定范圍內(nèi)展示先前并沒有被認(rèn)識(shí)的微生物菌種，其可以在曝氣生物反響池中用來去

5、除氮、磷。在消費(fèi)規(guī)模的生物反響池中，整個(gè)反響池處于完全均勻混合狀態(tài)的情況并不存在。就氧化溝及一些通過采用充氧裝置來完成大量混合液循環(huán)的處理廠而言1、5，高度的充氧發(fā)生在反響池一端，受限制的充氧發(fā)生在反響池的其余部分，混合液在曝氣及非曝氣段循環(huán)。這種生物反響池流態(tài)也是BNR系統(tǒng)的特點(diǎn)，定義為好氧、缺氧、及厭氧段。此外，發(fā)生在菌膠團(tuán)內(nèi)部的溶解氧濃度梯度目前也已被公眾認(rèn)同，從而使實(shí)現(xiàn)BNR所必須的缺氧及/或厭氧段可在菌膠團(tuán)內(nèi)部形成。因此，SBNR也可在這種非正式的、沒有形成明顯區(qū)別的缺氧及/或厭氧段內(nèi)被觀察到68。事實(shí)上，根據(jù)這個(gè)機(jī)理，目前已對(duì)有關(guān)到達(dá)脫氮的SBNR工藝的運(yùn)行效果建立了數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)

6、展了分析。在過去幾年中，許多新的氮生物化學(xué)菌族被鑒別出來，其中至少部分菌種以組團(tuán)形式對(duì)SBNR起作用，包括起反硝化作用的自養(yǎng)硝化菌(統(tǒng)稱AANX工藝)及起硝化作用的異養(yǎng)菌(即曝氣反硝化)9。目前對(duì)生物化學(xué)及生物除磷工藝的微生物學(xué)理解還不夠完善，對(duì)其認(rèn)識(shí)還在開展之中10。以上所闡述的關(guān)于研究SBNR最根本假設(shè)的三個(gè)機(jī)理可以同時(shí)應(yīng)用于任何系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)SBNR，但符合邏輯的每種機(jī)理的相對(duì)作用可能變化，這取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)。理解及控制SBNR的關(guān)鍵是要理解工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)將如何影響SBNR，這也是整個(gè)SBNR研究的根本目的。本文對(duì)那些具有消費(fèi)規(guī)模的、或被認(rèn)為具備發(fā)生SBNR的活性污泥處理廠進(jìn)展

7、定性分析，以確定SBNR在其中的狀況，重點(diǎn)放在采用rbal構(gòu)形的污水處理廠。rbal工藝生物反響池是由3個(gè)閉路環(huán)形溝道以串聯(lián)方式組成。其中每個(gè)溝道充氧程度不同，因此在各溝道創(chuàng)造了不同的環(huán)境6。這種變化的空間環(huán)境貫穿于整個(gè)生物反響池，以使先前描繪的第一個(gè)混合形態(tài)機(jī)理得以成立及應(yīng)用。同時(shí)由于3個(gè)溝道均處于曝氣狀態(tài)，故液相中溶解氧濃度受到控制，從而造成一種在生物菌膠團(tuán)內(nèi)部形成缺氧及/或厭氧微環(huán)境的趨勢(shì)(即第二個(gè)機(jī)理)，這就使得rbal構(gòu)形成為理想的研究SBNR的對(duì)象。同時(shí)假設(shè)將重點(diǎn)集中于詳細(xì)處理廠的有關(guān)構(gòu)形，那么可允許對(duì)與SBNR有關(guān)的其它設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)的影響因素進(jìn)一步定性分析。定性分析發(fā)生在所選消

8、費(fèi)規(guī)模的處理廠中同時(shí)脫氮、除磷的程度；定性分析工藝運(yùn)行參數(shù)將如何影響其特性(脫氮、除磷或兩者兼有)及對(duì)SBNR的限制程度；記錄觀察到的任何可能有助于對(duì)所選詳細(xì)處理廠進(jìn)一步深化研究的現(xiàn)象。1方法及材料1.1rbal工藝描繪圖1提供了一個(gè)典型的三溝道rbal處理系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。廢水從溝道1(外溝道)進(jìn)入，然后依次流入溝道2、3(內(nèi)溝道)。曝氣池混合液出水流入二沉池?；亓魑勰嘤啥脸卮蚧販系?。充氧是通過曝氣轉(zhuǎn)碟來完成，這種充氧方式同時(shí)也使混合液在各自溝道呈懸浮態(tài)的循環(huán)。象其它閉路循環(huán)生物反響池一樣，混合液將在其溝道內(nèi)循環(huán)屢次再流入下一個(gè)溝道，其有趣的是曝氣轉(zhuǎn)碟在每個(gè)軸承上的安裝片數(shù)及其轉(zhuǎn)動(dòng)方向(基點(diǎn)方

9、向、突高點(diǎn)方向)可靈敏變化，因此允許每個(gè)溝道的供氧量呈變化狀態(tài)，曝氣轉(zhuǎn)碟的轉(zhuǎn)速及浸沒深度也可根據(jù)充氧要求調(diào)整。溝道1約占整個(gè)系統(tǒng)體積的5055，溝道2、3各占約3035、1520。典型的rbal工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行策略是使外溝道供氧量低于需氧量。外溝道供氧量通常為計(jì)算需氧量的5070，其目的是使硝化、反硝化反響同時(shí)在外溝道發(fā)生。由于向外溝道充氧，故硝化反響可在其中進(jìn)展，然而外溝道受限制的充氧使其處于虧氧狀態(tài)，故由硝化反響產(chǎn)生的含結(jié)合氧的硝酸鹽氮在此作為補(bǔ)充而被消耗。這里假設(shè)異養(yǎng)的微生物對(duì)由硝化菌產(chǎn)生的硝酸鹽氮進(jìn)展反硝化，同時(shí)利用對(duì)氧的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)硝化及反硝化反響的控制(此將另行討論)。另也可通過內(nèi)循

10、環(huán)方式將混合液從溝道3打回溝道1，從而將在溝道2及溝道3形成的硝酸鹽氮轉(zhuǎn)到溝道1進(jìn)展反硝化。應(yīng)用這些操作方式，脫氮效率可達(dá)90以上68。rbal工藝也可以分段進(jìn)料的氧化方式，將原污水全部或部分引入溝道2或3，空余的溝道那么可作為貯泥備用，回流污泥也可靈敏進(jìn)入不同溝道。這種運(yùn)行方式通常是在頂峰流量時(shí)采用，以減輕二沉池負(fù)荷，防止污泥流失，但此種運(yùn)行方式并不會(huì)預(yù)期增進(jìn)SBNR。1.2對(duì)污水廠運(yùn)行的研究表2對(duì)幾個(gè)污水廠的運(yùn)行進(jìn)展了研究。這些廠大部分在美國東部，主要承受生活及商業(yè)廢水，也有少數(shù)承受部分工業(yè)廢水。設(shè)計(jì)處理才能為6600454003/d(多由1或2個(gè)rbal工藝池組成)，水力停留時(shí)間為112

11、2.6h不等。污泥處理是由好氧貯泥、消化，然后由帶式壓濾機(jī)脫水。這些處理設(shè)施全部采用3個(gè)溝道的rbal工藝。表2對(duì)污水廠運(yùn)行的研究概況污水廠地點(diǎn)設(shè)計(jì)才能3/d反響池?cái)?shù)座設(shè)計(jì)HRTh轉(zhuǎn)碟數(shù)個(gè)污泥處理EldTPEvesha,NJ,USA11400222.6356好氧污泥消化，帶式壓濾機(jī)污泥脫水HartfrdTPuntLaurel,NJ,USA22700114.5270HantnTPHantn,NJ,USA9500119.0308halfntTPNe,Britain,PA,USA15100114.0336SeetaterreekTPGinnettunty,GA,USA45400411.0980好氧污

12、泥消化LakeGenevaTPLakeGeneva,I,USA6600115.3132重力濃縮，好氧污泥消化注出水經(jīng)過濾1.3工藝模擬技術(shù)采用國際水協(xié)(IAQ)活性污泥1號(hào)模型(AS)對(duì)rbal工藝運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)展了分析。它是以一段污泥模擬程序(SSSP)施行的，并以pr2D為工具對(duì)其水質(zhì)特點(diǎn)及污水廠進(jìn)展模擬。AS主要用來確定在什么程序上同時(shí)硝化/反硝化可在此工藝中以一個(gè)總的形式被承受，并進(jìn)展特性分析。2結(jié)果與討論2.1污水廠的運(yùn)行效果表3對(duì)6個(gè)選定的污水廠的工藝負(fù)荷及運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)展了總結(jié)。這些廠的實(shí)際水力負(fù)荷只為設(shè)計(jì)才能的3689，而實(shí)際有機(jī)負(fù)荷在其設(shè)計(jì)值的47115內(nèi)變動(dòng)。除Seetaterre

13、ek污水廠外，這些廠大多以延時(shí)曝氣的形式運(yùn)行，其泥齡在20d以上，污泥濃度在22004000g/L左右。表3污水廠運(yùn)行參數(shù)污水廠平均流量有機(jī)負(fù)荷泥齡dLSSg/L)運(yùn)行時(shí)間3/d)占設(shè)計(jì)%kg/(3/d)占設(shè)計(jì)%EldTP7100630.15553331751998年1-9月HartfrdTP15000660.1647303500HantnTP3400360.18512022001994年7月-1995年6月halfntTP11400750.20912440001994年1月-12月SeetaterreekTP40500890.46857-103411LakeGenevaTP5700870.2

14、8115224000表4對(duì)污水廠運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)展了總結(jié)。正如延時(shí)曝氣活性污泥法所預(yù)期的效果，其出水BD5效果極好，出水懸浮物一般也低于5g/L。有些廠同時(shí)又提供了砂濾，但這些廠的二沉池出水及砂濾池出水并沒有多大區(qū)別。硝化反響根本進(jìn)展徹底，出水氨氮通常小于1g/L，盡管硝化程度很高，但出水硝酸鹽氮也均小于5g/L。在Eld及Hantn污水廠其總氮的去除可達(dá)8590。LakeGeneva出水總氮小于4g/L。這些數(shù)據(jù)足以說明rbal工藝設(shè)施的顯著脫氮才能。表4污水廠運(yùn)行數(shù)據(jù)總結(jié)污水廠BD5TSSTPTKNNH3-NN3-N出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水EldTP2212.31841.15

15、.40.5332.52.025.01.11.13HartfrdTP2103.62924.8-0.12-HantnTP3532.13904.2-1.7037.02.1-0.242.93halfntTP1603.215243.20.90-15.81.035.50SeetaterreekTP2371.83591.56.00.22-13.00.144.50LakeGenevaTP2034.21966.2-1.3-2.62注采用混合液內(nèi)循環(huán)出水經(jīng)過濾通過4個(gè)污水廠出水總磷數(shù)據(jù)可看出，出水磷在1g/L以下。Eld污水廠磷的去除為0.22gP/gBD,而Hantn污水廠為0.24gP/gBD。此數(shù)據(jù)說明磷的

16、去除超過其合成細(xì)胞所需的磷(特別對(duì)于相對(duì)長的泥齡來說)，因此說明有其他的機(jī)理造成磷的去除。該數(shù)據(jù)并沒有包括金屬鹽類的投加，因此說明強(qiáng)化生物除磷可能在該廠發(fā)生。以上數(shù)據(jù)總體說明生物脫氮除磷可能在這些污水廠發(fā)生。2.2數(shù)據(jù)說明同時(shí)脫氮的存在對(duì)Eld污水廠每個(gè)溝道的環(huán)境進(jìn)展了分析測(cè)試，表5展示了典型的溶解氧沿反響池?cái)嗝娴姆植紳舛?。?duì)每個(gè)溝道轉(zhuǎn)碟前后的溶解氧濃度進(jìn)展了測(cè)試，其記錄的D濃度是該點(diǎn)沿池深4個(gè)均勻等分的D平均值，因此它代表該點(diǎn)D的平均濃度。從這些數(shù)據(jù)可看出D值在曝氣轉(zhuǎn)碟前后根本一致，其結(jié)果對(duì)其他污水廠而言都較相似，與Applegate在德克薩斯州Huntsville所得到的研究結(jié)論是一致的。

17、這些數(shù)據(jù)說明在rbal氧化溝各溝道內(nèi)并沒有明顯地形成好氧及缺氧段。表5Eld污水廠曝氣轉(zhuǎn)碟D數(shù)據(jù)地點(diǎn)rbal1rbal2溝道1溝道2溝道3溝道2溝道3曝氣轉(zhuǎn)碟前0.20.20.250.250.7曝氣轉(zhuǎn)碟后0.20.20.250.40.7注混合液濃度為3.2g/L在Eld污水廠對(duì)其營養(yǎng)沿不同溝道的濃度進(jìn)展了測(cè)試，其中某些典型數(shù)據(jù)列于表6。其低溶解性TN及氨氮濃度說明顯著的硝化反響在外溝道發(fā)生，然而由數(shù)據(jù)所示亞硝酸鹽及硝酸鹽氮濃度在外溝道并沒有大量增加，這就說明硝化及反硝化反響在外溝道同時(shí)發(fā)生。用國際水協(xié)(IAQ)AS模型對(duì)Eld污水廠脫氮狀況進(jìn)展了分析。首先建立一個(gè)簡(jiǎn)化的模型，即將溝道1模擬為6

18、個(gè)同等完全混合的串聯(lián)單元，溝道2及溝道3模擬為完全混合的獨(dú)立單元。在溝道1假設(shè)兩個(gè)曝氣段代表轉(zhuǎn)碟所處位置，在溝道2及溝道3也同樣假設(shè)為曝氣段。將氧轉(zhuǎn)移系數(shù)(KLa值)輸入模擬方程，用模型計(jì)算其溶解氧濃度。設(shè)定溝道1由轉(zhuǎn)碟所引起的混合液流量為581043/d，以模擬該溝道的混合液循環(huán)量。另外每個(gè)單元的體積見表7?；旌弦河蓽系?到溝道1的內(nèi)循環(huán)量設(shè)定為228003/d。將表3及表4的平均污水流量及水質(zhì)輸入模型中，溫度選用20。由此模型計(jì)算的LSS為3117g/L，與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)(見表3)非常吻合。正如表7所示對(duì)三種運(yùn)行條件進(jìn)展了評(píng)定。第一種狀況分別向3個(gè)溝道充氧，使其溶解氧濃度在整個(gè)系統(tǒng)2g/L。

19、硝化反響在溝道1近乎于完成，而溝道2及溝道3很少有硝化反響發(fā)生及產(chǎn)生硝酸鹽，這個(gè)結(jié)果是在20溫度下，采用Eld實(shí)際運(yùn)行的泥齡值(33d)由模型計(jì)算得到的。在此種情況下，近乎于75的總工藝需氧量發(fā)生在溝道1，約20在溝道2，其余在溝道3，整個(gè)系統(tǒng)需氧量為2250kg/d。在第二種情況中，溝道1充氧受到限制，以便允許硝化/反硝化同時(shí)在此發(fā)生，到達(dá)最高脫氮效率。當(dāng)外溝道供氧量為整個(gè)系統(tǒng)供氧量的50，溝道2為35%，溝道3為剩余部分時(shí)，出水總氮濃度觀測(cè)為最低，整個(gè)工藝需氧量降低到1710kg/d，即降低24%。預(yù)測(cè)的D及總氮濃度(見表7)與消費(fèi)規(guī)模的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)很相似(見表5、表6)。外溝道足夠的充氧

20、可使氨氮在其中到達(dá)最大程度的硝化，而限制的供氧又允許顯著的反硝化反響在其中發(fā)生。表6Eld污水廠營養(yǎng)數(shù)據(jù)時(shí)間地點(diǎn)TNTPNH3-NN3-NN2-ND1996-02-23rbal1溝道1-7.00.020.020.35溝道2-6.50.020.30.18rbal2溝道1-7.60.020.250.15溝道2-6.8.020.020.101996-04-17計(jì)算的進(jìn)水12.00.918.8-rbal1溝道13.10.552.20.40.02-溝道21.10.341.31.30.10-rbal2溝道13.61.032.70.80.02-溝道21.00.541.60.90.02-注檢測(cè)是通過玻璃漏斗過

21、濾之后進(jìn)展的表7Eld污水廠采用IAQAS模型的工藝分析地點(diǎn)體積3)濃度g/L多余充氧限制充氧限制充氧DNH3-NN3-NDNH3-NN3-NDNH3-NN3-N溝道1單元153758952.90.519.70.61.42.10.61.04.0單元28962.30.419.70.31.32.00.41.03.96單元38961.90.419.70.11.32.00.20.93.8單元48962.90.319.70.61.22.00.70.93.8單元58962.50.319.80.31.22.00.40.83.8單元68962.10.219.80.21.21.90.20.83.8溝道23560

22、2.40.119.52.20.11.81.60.13.6溝道318152.70.119.62.80.11.82.30.13.4注混合液內(nèi)循環(huán)量從溝道3到溝道1為225003/d混合液在本溝道內(nèi)循環(huán)量為581043/d以到達(dá)0.3/s流速帶有曝氣轉(zhuǎn)碟的單元混合液從溝道3循環(huán)到溝道1被列為模擬的第三種情況。出人意料的是出水硝酸鹽氮稍有增加，其原因是由于溝道3中低有機(jī)物含量的混合液回流至溝道1時(shí)降低了溝道1中現(xiàn)有的滿足反硝化反響的有機(jī)物濃度。然而這并不是一個(gè)通常的結(jié)果，其展示了該系統(tǒng)互相反響的性質(zhì)。以上結(jié)果說明，在rbal工藝中應(yīng)用已有的工藝形式可對(duì)氮的去除進(jìn)展定性分析。有趣的是在模擬分析中，明顯區(qū)

23、分的好氧及缺氧段并沒有在表7中被顯示。因此先前討論的同時(shí)硝化/反硝化的第二個(gè)機(jī)理，即菌膠團(tuán)微環(huán)境，可能在該系統(tǒng)中起著重要作用。值得注意的是IAQAS模型建立的根據(jù)是：獨(dú)立作用的自養(yǎng)硝化菌及異養(yǎng)反硝化細(xì)菌；不存在反硝化自養(yǎng)菌。因此它表示了新的微生物菌種可能并不是解釋SBNR在rbal系統(tǒng)的要素?？傊?，這些分析結(jié)果提供了一個(gè)分析該系統(tǒng)脫氮才能的根本概念。2.3數(shù)據(jù)說明同時(shí)除磷如上所述，至少有兩個(gè)污水廠出水總磷數(shù)據(jù)說明強(qiáng)化生物除磷可能發(fā)生。這兩個(gè)廠(Eld和Seetaterreek)原污水BD5/TP比值約為40gBD/gTP，有益于獲得極好的生物除磷效果。表8是由上述兩個(gè)污水廠及另外兩個(gè)污水廠提供

24、的數(shù)據(jù)。以上數(shù)據(jù)的采集并沒有化學(xué)加藥成分，說明在沒有加藥的情況下，極好的除磷效果可在rbal工藝中獲得。表8無化學(xué)加藥的rbal污水處理廠除磷效果污水廠Q3/d)進(jìn)水TPg/L出水TPg/LHartland,I22710.73.26Hantn,NJ3400-1.70EldTP71005.40.53innville,r151004.50.17正如表6中Eld污水廠的數(shù)據(jù)所示，溶解的總磷濃度在溝道1和溝道2通常很低，這說明磷的釋放可能與強(qiáng)化生物除磷有關(guān)1，而此處并不是這種情況。在Eld污水廠中，磷在VSS中的濃度約為2.5%(P/VSS)，這說明磷在混合液污泥中的積累超過其合成細(xì)胞所需的磷，并且這

25、個(gè)數(shù)據(jù)也與產(chǎn)生強(qiáng)化生物除磷的結(jié)果相一致。inar等人觀察到生物除磷在一個(gè)閉環(huán)的、采用曝氣轉(zhuǎn)碟的生物反響池中發(fā)生，然而他們卻未能應(yīng)用IAQAS對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)展數(shù)學(xué)分析3。因此，需要進(jìn)一步研究和更充分理解在這些工藝中除磷的機(jī)理。正如在分析同時(shí)硝化/反硝化的脫氮過程中沒有在外溝道發(fā)現(xiàn)明顯的缺氧段一樣，在rbal系統(tǒng)的各溝道中也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的、生物除磷所特有的厭氧段。然而與生物脫氮情況相似，生物除磷所必需的厭氧條件完全可能會(huì)在菌膠團(tuán)內(nèi)部形成或開展。3結(jié)論本文對(duì)6個(gè)采用分段、閉環(huán)溝道消費(fèi)規(guī)模的活性污泥處理廠去除營養(yǎng)運(yùn)行效果進(jìn)展了全面的分析與研究。根據(jù)初步的評(píng)價(jià)結(jié)果，得出以下結(jié)論：在所有選定的污水廠中均觀察到

26、較低的氨氮、TN及硝酸鹽氮出水濃度。其中2個(gè)廠總氮去除率為85%90%，3個(gè)廠出水總氮在35g/L范圍內(nèi)，這些數(shù)據(jù)說明這種閉路、環(huán)形溝道的工藝構(gòu)形具有極好的脫氮條件。泥齡較長使硝化反響很易發(fā)生，且外溝道處于低D濃度。這些采用內(nèi)循環(huán)方式即把混合液從內(nèi)溝道打入外溝道的污水廠，通常能到達(dá)更低的出水硝酸鹽氮濃度。rbal工藝各溝道溶解氧分布數(shù)據(jù)說明，很明顯的缺氧及好氧段并沒有在各溝道內(nèi)形成。由于曝氣轉(zhuǎn)碟較好的混合才能，使外溝道溶解氧呈均勻一致的低濃度。沿各溝道數(shù)據(jù)分布說明，系統(tǒng)中均勻一致的低氮濃度是其到達(dá)高效脫氮的證明，該結(jié)果通常與那種缺少明顯的缺氧及好氧段工藝結(jié)果相一致。氮的去除可以用IAQAS進(jìn)展

27、分析。AS是根據(jù)傳統(tǒng)的對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)而建立的，它說明該系統(tǒng)高效脫氮的結(jié)果并不是由新的微生物來完成的，但這并不意味著新的微生物并不存在于系統(tǒng)中。應(yīng)用AS工藝模型說明獨(dú)立的明顯的缺氧與好氧段并沒有在此系統(tǒng)中開展及形成。因此，也進(jìn)一步說明發(fā)生在菌膠團(tuán)內(nèi)部的反硝化反響在其整個(gè)系統(tǒng)脫氮的機(jī)理中扮演相當(dāng)重要的角色。根據(jù)對(duì)現(xiàn)有污水廠含磷數(shù)據(jù)的分析說明，這些廠或具有較低的總磷出水濃度，或其磷的去除超過用于合成生物細(xì)胞所需的磷。由于并沒有向系統(tǒng)添加化學(xué)藥劑，故解釋這些多余磷的去除可能是通過生物除磷來完成的。現(xiàn)有數(shù)據(jù)說明，明顯的厭氧段并沒有在系統(tǒng)中存在。因此，推測(cè)磷的釋放可能發(fā)生在菌膠團(tuán)內(nèi)部的厭氧段。外溝道液相中

28、低D濃度將更易使其在菌膠團(tuán)內(nèi)部形成厭氧環(huán)境。SBNR可能在rbal工藝中發(fā)生，因此使該工藝系統(tǒng)成為進(jìn)一步研究SBNR現(xiàn)象的很好的對(duì)象。參考文獻(xiàn)1GrdyPL,DaiggerJrGT,LiH.BilgialasteaterTreatent.2nded.NeYrk:arelDekker2VanunhEP,LandP,KellerJ.Siultaneusnitrifiatinanddenitrifiatininbenh-salesequeningbathreatrs.aterSieneandTehnlgy,1996;20(2):2772843inar,DaiggerGT,GraefSP.EvaluatinfIAQativatedsludgedelN.2usingsteady-statedatafrfurfull-saleasteatertreatentplants.aterEnvirnentResearh,1998;70:121612244BreerH,StephensnJP,GreenD.PlantptiizatinusingnlinephsphrusanalyzersandautatedSRT