污泥转移SBR工艺
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定义与特点反应过程反应原理工作原理适用范围去除固体杂质调节水质水量降低有机物浓度030201预处理生物反应化学反应反应阶段将沉淀下来的污泥回流到反应阶段,以增加微生物量,提高污水处理效果。
沉淀阶段污泥回流泥水分离排放水污泥处理排放阶段反应器的设计应考虑其容积、形状、高度、底部形状、支架和附件等因素,以实现良好的水力性能和稳定性。
反应器一般采用钢结构或钢筋混凝土结构,内部可采用不同的填料或曝气器以实现不同的工艺效果。
反应器是SBR污水处理工艺的核心设备之一,主要作用是进行生物反应。
反应器曝气设备的主要作用是为反应器中的微生物提供氧气,促进微生物的代谢和生长。
曝气设备一般采用空气泵、罗茨风机或离心风机等设备,将空气通过曝气管或曝气盘等装置注入反应器中。
曝气设备应根据工艺需求和反应器大小选择合适的型号和功率,并设置合理的曝气时间和强度。
曝气设备污泥泵的主要作用是将反应器中的污泥抽出,以便进行后续处理或处置。
污泥泵一般采用离心泵、螺杆泵或隔膜泵等类型,其选型应根据反应器的形状、大小和污泥的特性进行选择。
污泥泵的流量和扬程应满足工艺需求,并应设置合适的管路和阀门,以确保污泥的顺利排出。
撇水器的主要作用是将反应器中的水分从污泥中分离出来,以便进行后续处理或排放。
撇水器一般采用堰板式、旋转式或叶片式等类型,其设计应考虑反应器的形状、大小和污泥的特性进行选择。
撇水器的堰板高度、旋转速度或叶片角度等参数应满足工艺需求,以确保水分能够顺利地排出反应器。
高效去除污染物SBR工艺通过在反应器中实现微生物的吸附和降解,能够高效地去除污水中的污染物,包括有机物、氮、磷等。
SBR工艺适用于多种类型的污水,包括生活污水、工业废水和农业废水等,具有广泛的适应性。
SBR工艺可以根据实际需要调整运行方式,例如可以采取间歇运行或连续运行,也可以进行周期性的调节。
SBR工艺采用了高效的反应器,可以在较小的空间内实现污水的处理,从而节省了占地面积。
sbr工艺流程SBR工艺流程是指通过模拟生物活性污泥法(SBR)进行废水处理的过程。
SBR工艺流程可以分为填充、进料、曝气、静置、放水等几个主要步骤。
首先是填充阶段。
填充阶段是将废水引入SBR反应器的过程。
废水通过管道进入反应器中,并根据需要进行预处理,如调节pH值、加入药剂等。
在进料过程中,需要确保废水的流量、浓度和质量达到处理要求。
接下来是进料阶段。
进料阶段是指将废水加入到反应器中,使废水与生物污泥充分接触和反应。
进料阶段的时间通常较短,一般为几分钟至十几分钟。
废水在进料过程中,生物污泥会起到去除有机物和氮磷等污染物的作用。
然后是曝气阶段。
曝气阶段是指通过给反应器内部供氧来促进废水中的生物污泥的代谢。
在曝气阶段,可以利用曝气设备(如曝气风机、气泡管等)向反应器中供氧,使生物污泥中的好氧微生物能够进行呼吸和代谢,进一步去除废水中的有机物和氮磷等污染物。
随后是静置阶段。
静置阶段是指停止进料和曝气,让废水在反应器中静置一段时间。
在静置阶段,废水中的固体颗粒沉降到底部形成污泥层,清水上浮到顶部。
最后是放水阶段。
放水阶段是指将处理后的清水从反应器中排出。
通过放水阶段,可以把经过处理后的清水排入环境或进一步处理。
在放水过程中,需要保证排放的清水达到国家或行业的排放标准。
整个SBR工艺流程是一个循环的过程。
通常,在一个循环周期中,包括填充、进料、曝气、静置、放水等步骤。
不同的废水处理需求可以根据实际情况设计循环周期的长度、进料和曝气时间的长短等参数。
此外,根据需要,也可以进行一些其他的处理步骤,如加入药剂进行深度处理等。
SBR工艺流程具有很高的处理效果。
通过控制进料、曝气和静置等参数,可以达到对有机物、氮磷等污染物的有效去除。
同时,SBR工艺流程还具有操作灵活、控制方便等优点,适用于各种规模和类型的废水处理厂。
总之,SBR工艺流程是一种高效的废水处理方法,能够有效去除废水中的有机物和氮磷等污染物。
通过填充、进料、曝气、静置和放水等步骤,可以实现对废水的循环处理,达到排放要求。
污水处理SBR工艺1. 简介污水处理SBR工艺(Sequencing Batch Reactor)是一种基于批次操作的生物处理工艺,广泛应用于城市和工业污水处理中。
该工艺通过控制不同的阶段操作来达到污水的去除有机物和氮磷等污染物的目的。
SBR工艺具有操作简单、适应性强、出水水质稳定等优点,在污水处理中得到了广泛的应用和推广。
2. SBR工艺原理SBR工艺主要包括填料池、曝气池、沉淀池等装置。
其工作流程如下:1. 填料池:主要用于初级沉淀和固液分离,将大颗粒的污染物和悬浮物沉淀到池底,净化水体。
2. 曝气池:通过曝气设备将氧气注入污水中,提供氧气供微生物生长代谢,并加速有机物的氧化分解。
3. 沉淀池:通过控制排水流向,实现沉淀和去除混合液中的污染物,保持污水的水质稳定。
3. SBR工艺优点污水处理SBR工艺相比传统的活性污泥法有着诸多优点,主要包括以下几点:操作灵活:SBR工艺可以根据实际情况对处理过程进行调整和优化,使其适应不同水质和处理要求。
净化效果好:SBR工艺能够有效去除污水中的有机物、氮磷等污染物,出水水质稳定,能够达到一定的回用水标准。
节能环保:SBR工艺采用曝气设备进行氧化分解,相比传统方法更节能环保。
占地面积小:SBR工艺通过设计合理的反应器结构,能够将多个处理单元融合在一起,占地面积小。
4. SBR工艺应用SBR工艺广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理和农村污水处理等领域。
具体应用情况如下:1. 城市污水处理厂:SBR工艺在城市化进程快速发展的今天,成为污水处理的重要工艺之一。
它能够处理具有不同水质和流量的污水,输出的水质稳定,符合排放要求。
2. 工业废水处理:SBR工艺可以适应不同类型的工业废水,能够高效去除废水中的有机物和重金属等污染物,达到排放标准。
3. 农村污水处理:在农村地区,SBR工艺可以用于小型的农村污水处理厂,有效解决农村污水处理问题,提高农村生活环境质量。
5.污水处理SBR工艺作为一种高效、灵活的污水处理方法,具有广泛的应用前景。
序批式活性污泥法(SBR)工艺介绍1、SBR工艺介绍序批式活性污泥法,又称间歇式活性污泥法。
污水在反应池中按序列、间歇进入每个反应工序,即流入、反应、沉淀、排放和闲置五个工序。
2、SBR的工作过程SBR工作过程是:在较短的时间内把污水加入到反应器中,并在反应器充满水后开始曝气,污水里的有机物通过生物降解达到排故要求后停止曝气,沉淀一定时间将上清液排出。
上述过程可概括为:短时间进水-曝气反应-沉淀-短时间排水-进入下个工作周期,也可称为进水阶段-加入底物、反应阶段-底物降解、沉淀阶段-固液分离、排水阶段-排上清液和待机阶段-活性恢复五个阶段。
(1)进水阶段进水阶段指从向反应器开始进水至到达反应器最大容积时的一段时间。
进水阶段所用时间需根据实际排水情况和设备条件确定。
在进水阶段,曝气池在一定程度上起到均衡污水水质、水量的作用,因而,阳R对水质、水量的波动有一定的适应性。
在此期间可分为三种情况:曝气(好氧反应)、搅拌(厌氧反应)及静置。
在曝气的情况下有机物在进水过程中已经开始被大量氧化,在搅拌的情况下则抑制好氧反应。
对应这三种方式就是非限制曝气、半限制曝气和限制曝气。
运行时可根据不同微生物的生长特点、废水的特性和要达到的处理目标,采用非限制曝气、半限制曝气和限制曝气方式进水。
通过控制进水阶段的环境,就实现了在反应器不变的情况下完成多种处理功能。
而连续流中由于各构筑物和水泵的大小规格已定,改变反应时间和反应条件是困难的。
(2)反应阶段是SBR主要的阶段,污染物在此阶段通过微生物的降解作用得以去除。
根据污水处理的要求的不同,如仅去陈有机碳或同时脱氯陈磷等,可调整相应的技术参数,并可根据原水水质及排放标准具体情况确定反应阶段的时间及是否采用连续曝气的方式。
(3)沉淀阶段沉淀的目的是固液分离,相当于传统活性污泥法的二次沉淀他的功能。
停止曝气和搅拌,使混合液处于静止状态,完成泥水分离,静态沉淀的效果良好。
经过沉淀后分离出的上清液即可排放,沉淀的目的是固液分离,污泥絮体和上清液分离。
1.1 SBR工艺简介SBR是序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的字母缩写。
其最初是由英国学者Ardern和Lockett于1914年提出的,但是鉴于当时曝气器易堵塞,自动控制水平低,运行操作管理复杂等原因,很快就被连续式活性污泥法取代。
直至20世纪70年代,随着各种新型曝气器、浮动式出水堰(滗水器)和自动控制监测的硬件设备和软件技术的开发,特别是计算机和工业自控技术的不断完善,对污水处理过程进行自动操作已成为可能,SBR工艺以它独特的优点受到广泛关注,并迅速得到发展和应用,现在世界上已有数百座SBR污水处理厂在成功运行。
美国国家环境保护署(EPA)认为SBR工艺是一种低投资、低操作成本及维修费用、高效益的环境治理技术。
SBR属于活性污泥法的一种,其反应机制及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同,只是运行操作方式有很大区别。
它是以时间顺序来分割流程各单元,整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的。
典型SBR集曝气、沉淀于一池,不需设置二沉池及污泥回流设备。
在该系统中,反应池在一定时间间隔内充满污水,以间歇处理方式运行,处理后混合液进行沉淀,借助专用的排水设备排除上清液,沉淀的生物污泥则留于池内,用于再次与污水混合处理污水,这样依次反复运行,构成了序批式处理工艺。
典型的SBR系统分为进水、反应、沉淀、排水与闲置五个阶段运行,见图1-1。
图1-1 SBR基本运行模式SBR工艺具有以下几个主要的优点:1. 处理构筑物很少,一个SBR反应器集曝气、沉淀于一体,省去了初沉池、二沉池和回流污泥泵房。
因此,大大节约了处理构筑物的占地面积、构筑物间的连接管道及流体输送设备,一般可降低工程总投资的10%~20%。
2. 由于其间歇进水,时间长短、水量多少均可调节,因此对水量水质的变化具有较强的适应性,不需另设调节池。
3. 占地少,比传统活性污泥法少占地30%-50%,是目前各种污水处理工艺中占地最省的工艺之一。
SBR 污水处理工艺一、简介SBR(Sequencing Batch Reactor)污水处理工艺是一种具有循环激活污泥系统的生物处理工艺,广泛应用于污水处理厂、工业废水处理以及农村生活污水处理等领域。
SBR工艺以其操作灵活、处理效果稳定等特点,被认为是一种高效、可持续发展的污水处理工艺。
二、工艺原理SBR工艺采用了批式处理的方式,即将处理周期划分为若干个时间段,每个时间段内分别进行给水、好氧处理、沉淀、排放等操作。
通过合理控制每个时间段内的配氧、混合、沉淀等参数,实现了对污水的有效处理。
SBR工艺的原理主要涉及以下几个方面:1. 好氧降解:在SBR反应器中,通过搅拌和通气等操作,使污水中的有机物经过好氧降解,转化为二氧化碳和水。
2. 污泥沉淀:在沉淀阶段,停止通气和搅拌,使污水中的悬浮物沉淀到底部,形成污泥。
3. 污泥处理:污泥作为反应器中的活性生物体,需要经过一系列处理,如浓缩、脱水、厌氧消化等,以提高其处理效果。
三、优点和应用SBR污水处理工艺相比传统的活性污泥法等工艺,具有以下几个显著的优点:1. 操作灵活:SBR工艺可以根据实际情况灵活调整处理周期,适应不同负荷和水质变化。
2. 处理效果稳定:SBR工艺对有机物、氮磷等污染物的处理效果良好,出水水质稳定。
3. 占地面积小:SBR工艺采用批式处理,不需要传统活性污泥曝气池等设备,占地面积小。
4. 运行成本低:SBR工艺的运行成本相对较低,对设备维护和后续处理要求不高。
SBR污水处理工艺在各类污水处理领域广泛应用,特别适用于以下情况:1. 小型污水处理厂:由于SBR工艺占地面积小,操作灵活,适合处理小规模的污水。
2. 变负荷处理:SBR工艺可以根据水质变化和负荷变化灵活调整处理周期,适合处理负荷变化较大的污水。
3. 农村生活污水处理:SBR工艺对农村生活污水中的有机物、氮磷等污染物处理效果好,适合农村地区的污水处理。
四、工艺改进随着科技的进步和需求的变化,SBR污水处理工艺也在不断改进和发展。
SBR技术本身是活性污泥法的一种,去除污染物的机理与传统的活性污泥法完全一致,但其操作过程又与活性污泥法完全不同。
经典的CFS的反应原理、污染物去除机理、BOD负荷等参数均适合于SBR系统,但是SBR与传统的CFS又有明显的区别,表现在设备的设置及运行方式有很大的不同。
SBR的运行是在一个水池内按时间顺序的不同完成CFS中多个反应装置所进行的过程。
SBR作为序批式活性污泥法兼有推流、厌氧好氧操作、间断进水的特点。
实际上,SBR 是一种半连续-间歇式装置,它与传统的充放式曝气池不同。
从进水方式看,可以是间歇的,也可以是连续的,而排水一般是间歇的;从曝气方式看,可以采用充水期不曝气的限制曝气方式、充水期曝气的非限制曝气方式或充水后期曝气的半限制曝气方式。
一.SBR法工艺流程SBR法由一个或多个SBR池组成。
运行时,污水分批进入池中,经活性污泥净化,净化后的上清液排出池外,完成一个运行周期。
SBR的一个完整操作周期有以下五个阶段:进水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期。
在一个运行周期中,各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水性质、出水质量与运行功能等要求灵活掌握。
SBR法的运行工况是以间歇操作为主要特征,能灵活适应污水在水质和水量上的大幅度变化,达到良好的BOD5、N、P去除效果。
1.进水阶段在进水阶段,污水进入反应池,紧接上一周期的排水或闲置状态。
反应池内留有活性污泥,且池内水位最低。
在进水阶段,由于排水关闭,水位不断上升,反应池一直接纳污水,因此,池内可能发生厌氧反应及好氧反应。
为控制反应,可将池子设置为曝气、搅拌及静置三种状态,以充分利用SBR装置固定、稳定、能自由改变运行管理的优点。
2.反应阶段在反应阶段,池内水量最大时进行曝气或搅拌,此时其机理及规律完全遵从好氧活性污泥法。
通过好氧反应,达到去除BOD、硝化及吸收磷的目的。
若需除氮,先用好氧反应(曝气)使其硝化,然后再进行厌氧反应(搅拌)脱氮。
SBR工艺技术简介SBR工艺技术简介SBR(Sequential Batch Reactor)工艺是一种连续操作的污水处理工艺,是利用生物活性污泥来去除水中的有机物和氮、磷等污染物的一种先进方法。
SBR工艺具有结构简单、管理方便、能耗低、效果好等优点,在工业和生活污水处理中得到了广泛应用。
SBR工艺的基本原理是通过将污水在不同的时间段内分别投入和排放,控制好投料、通氧、搅拌、沉淀、排水等阶段的时间和操作条件,实现污水的有机物和氮磷的去除,并将系统恢复到最佳状态。
SBR工艺一般包括以下几个阶段:填料段、通氧段、搅拌段、静止沉淀段、静态排水段和溢流排水段。
通过精确控制各个阶段的时间,可以有效地去除污水中的有机物和氮磷等污染物。
SBR工艺的主要特点是操作灵活,适用于不同类型的污水处理。
具体而言,它适用于处理高浓度有机废水、低浓度高量体有机废水、工业与生活废水的混合和变化废水等。
在处理高浓度有机废水时,SBR工艺可以通过适量调节有机负荷、增氧时间和活性污泥浓度等参数,保持污水处理效果稳定。
此外,SBR工艺还可以适应处理厌氧、好氧、缺氧、好颗粒和好胞团等不同状态的废水,具备了较强的适用性。
SBR工艺还具有出水水质稳定好、对氮磷的去除效果显著、污泥生成量少、系统运行成本低等优势。
相比于传统的A/O(好氧/缺氧)工艺,SBR工艺在氮磷去除效果上更优秀,均匀通气和搅拌阶段能够有效地提高氮磷去除效率。
此外,SBR 工艺还可以减少污泥壅塞现象,降低沉淀污泥的SRT(污泥停留时间),降低系统负荷,减少污泥产生量。
然而,SBR工艺也有一些不足之处,比如操作复杂、设备投资较大、能耗较高等。
SBR工艺的操作需要精密地控制各个阶段的时间和操作条件,要求操作人员具备较高的技术水平。
此外,SBR工艺所需的设备包括投加设备、搅拌设备、气体调节设备和沉淀设备等,投资较大。
另外,SBR工艺在通气和搅拌过程中会耗费较多的能量,电耗较高。
污泥转移SBR工艺我国南方地区由于雨水和管网等因素导致城市污水的低碳源以及碳氮磷比例失调等问题,一直困扰着许多城镇污水厂的正常运行,由于工艺系统长期在低有机负荷状态下运行,无法为微生物提供足够的养分,降低微生物活性,加剧了氮磷同时高效稳定去除的难度,易造成出水水质不达标和能源的浪费。
如何合理地利用废水中的有机碳源是解决生物脱氮除磷工艺处理低浓度废水的关键所在。
传统生物除氮脱磷工艺多为单一污泥(single sludge)悬浮生长系统,即利用同一混合微生物种群完成有机物氧化、硝化、反硝化和生物除磷。
其多种处理功能的高度关联性增大了运行控制的难度,在实际应用中限制了其处理效能。
近年来,利用2 种污泥系统(简称“双泥”) 进行废水的脱氮除磷的研究取得了很大进展,这些工艺的共同特点都是把不同种群的微生物在不同的反应器中分别培养,创造各自适宜生长条件,尽量降低不同种群微生物由于新陈代谢习性的不同所产生的竞争抑制关系,并通过一碳两用等途径达到较好的脱氮除磷效果,如Dephanox 工艺、A2NSBR工艺、A2N 工艺、PASF 工艺等。
无论是双泥工艺和传统的单一污泥系统,其污泥回流均在各自流程系统内循环,在多组并联系统之间的污泥转移利用鲜有报道。
污泥转移技术是以传统SBR工艺为基础,通过在不同SBR 池之间进行活性污泥的部分转移,提高系统的除污性能,并减轻后续沉淀工序的负荷,实现对活性污泥利用的最大化。
为解决现行工艺缺陷提出了一种新思路。
以某低浓度城市污水为水源,进行了污泥转移与新工艺除污性能以及SBR容积利用率的实验研究。
1 实验材料与方法1.1 实验装置实验装置由前置厌氧反应器、3 个序批式(SBR) 反应器两部分构成(见图1),每个SBR中设有泥斗。
其单体有效容积分别为10 m3和33 m3 (单个SBR泥斗容积约3. 6 m3) 。
SBR池内设进水管、微孔曝气装置和滗氺器,选择器内设搅拌装置。
进水、污泥回流通过两台泵控制。
由电磁阀和空气阀分别控制SBR的进水、污泥回流(转移)、出水和曝气,所有阀门和水泵的启闭均采用PLC 自动控制。
污水与回流(转移) 污泥一起首先进入厌氧选择器搅拌混合充分释磷后进入SBR池,厌氧选择器借助高负荷梯度产生的“选择压力”筛选出絮凝性细菌,以保证污泥具有良好的沉降性能,同时始终保持厌氧搅拌,为聚磷菌提供释磷环境。
3 个SBR池依次按进水、曝气、沉淀和滗水过程进行循环,用于实现去除COD、反硝化和摄磷等功能,沉淀后清水排放。
污泥转移的实现是通过污泥回流泵将处于沉淀撇水阶段SBR池泥斗中污泥回流至另一进水阶段的SBR池,因此文中的用污泥回流比表征污泥的转移量。
图1 工艺实验装置运行系统示意图Fig.1 Schematic of experimental apparatus1.2 实验方法活性污泥取自某城市污水处理厂氧化沟工艺的好氧段; 实验用水来自苏州某医院的生活污水,该医院生活污水污染物含量较低。
实验期间的原水水质如下: BOD5 38~86 mg /L,COD 80~244 mg /L,PO43-0. 6~1. 8 mg /L,NH4+-N 9. 8~18. 4 mg /L,pH6. 5~8. 5。
由于进水各项污染物浓度偏低,故SBR运行周期设为3 h,运行模式见表1,考察污泥回流比对系统充水比、污泥沉降性能以及除污效能的影响。
1. 3 实验分析测定方法主要水质分析项目及测定方法为: COD (重铬酸钾法)、NH4+-N (纳氏试剂分光光度法)、TP(过硫酸钾消解-钼锑抗分光光度法)、NO3--N(高锰酸钾氧化-酚二磺酸分光光度法)、TN(过硫酸钾消解-紫外分光光度法) ; MLSS(Myratek 污泥浓度测定仪)、DO 和pH(WTW Ph /Oxi 340i 便携快速测定仪) 。
其他参数测定方法均参见文献。
2 实验结果与讨论2.1 不同污泥转移量(R污)下COD 的去除不同污泥转移量下系统对COD 的去除效果见图2。
在低浓度城市污水条件下,有污泥转移的SBR对COD 的去除效率低于传统SBR工艺,随着污泥转移量的增加,进水负荷明显增加。
污泥转移SBR工艺出水COD 浓度能够达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) 一级排放标准。
污泥回流比为30% 时,进水COD 容积负荷范围为0. 35~0. 68 kg COD/(m3•d) 。
平均去除率为65%; 污泥回流比为15% 时,进水COD 容积负荷范围为0. 39~0. 66 kg COD/(m3•d) 。
平均去除率为70%; 污泥回流比为0% 时,进水COD 容积负荷范围为0. 19~0. 58 kg COD/(m3•d),平均去除率为75%。
图2 不同污泥转移量下COD 的去除Fig. 2 COD removal under different volumes of sludge transfer图2 表现出相同污泥转移量下系统COD 去除率随进水负荷的增加而提高,是由于系统的进水污染物浓度明显低于传统生活污水,系统对有机物的去除能力还有富余,运行的负荷还没有超出系统可承受的范围,因而呈现出系统对COD 的去除效率随负荷增加而增加。
而在相同COD 负荷下,系统COD去除效果随污泥转移量的增加而降低,可以解释为对于没有进行污泥转移的传统SBR,进水COD 负荷的提高主要是由于进水中有机物浓度的增加(污染物浓度更加接近于典型城市污水的水质),因而保持了更高的去除效率; 而进行污泥转移的SBR中COD 负荷的提高主要是由于处理水量(充水比) 增加所致,而相应的水力停留时间从10. 2 h(R污= 0)缩短为7. 4 h(R污= 30%),同时由于低负荷、长泥龄下异养菌的内源代谢产物及胞外分泌物(ECP) 在系统中累积导致了出水COD 浓度相应增加,去除效率有所降低。
2. 2 不同污泥转移量(R污)下TP 的去除不同污泥回流比对TP 的去除如图3 所示,30%的污泥污泥转移量下系统对TP 的去除优于15% 和0%两种工况。
对TP 的平均去除率达85%,出水TP 含量低于0. 3 mg /L,优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) 一级A 排放标准。
15%的污泥转移量下系统对TP 平均去除率约为61%,出水TP 浓度为0. 4 mg /L 左右; 在无污泥转移下(R污= 0) 系统对TP 的去除率约为46%,出水TP浓度为0. 6 mg /L 左右。
图3 不同污泥转移量下TP 的去除Fig.3 TP removal under different volumes of sludge transfer在较高污泥转移量下取得了显著的除磷效果,分析认为主要是在30% 的污泥转移量下能够保持更多的活性污泥(聚磷菌) 经过厌氧生物选择器进行厌氧释磷,然后在好氧环境中才能够过量吸磷,并通过排泥实现系统对磷的净去除,而该结论正是体现了聚磷菌强化除磷的基本原理。
在传统城市污水处理中磷的去处绝大部分为聚磷菌除磷,而同化除磷占少部分,但由于本系统中进水TP 浓度低,有必要对系统中磷的去除途径进行分析。
废水生物除磷有两条途径: 同化脱磷和聚磷菌(PAOs 或DPB) 强化除磷。
同化脱磷量公式根据细胞分子式C60 H87O23 N12 P可计算出磷占细胞质量的百分比为0.023,折算成废水中的浓度(CP) 为:式中: YT为产率系数,取值0. 5; Kd为自身氧化系数(d-1),取值0. 1; S0、Se为进、出水BODu 浓度(mg /L) ; fd为活性微生物衰减中被氧化降解系数,取值0. 8; θc为泥龄(d) 为15 d,选取了3 种工况稳态阶段的九组平行水样,按式(1) 计算得出的同化脱磷百分比量,其TP 去除率及同化除磷率见图4。
在污泥转移量分别为30%、15% 和0% 工况下的平均同化除磷率分别为44%、43%和44%,而TP 去除率平均为85%、61%和46%。
说明在有污泥转移的工况下,系统磷的去除由同化作用和聚磷菌强化除磷共同完成; 而在无污泥转移量工况下系统中磷的去除主要为同化作用; 15% 工况下由于进入厌氧生物选择器污泥量较少,没有足够的聚磷菌进行厌氧释磷,后期好氧过程中吸磷不充分而导致除磷效率降低。
图4 不同污泥转移量下同化除磷效率分析Fig.4 Assimilation of phosphorus removal under different volume of sludge transfer 2.3 不同污泥转移量(R污)下氮的去除不同污泥转移量下氨氮和总氮去除效果如图5和图6 所示。
结果表明,污泥转移对系统氨氮及总氮去除率影响较明显。
污泥转移量(R污) 分别控制为30%、15% 和0%,系统对氨氮的平均去除率为71%、80% 和92%; 对总氮的平均去除率为65%、54% 和45%。
氨氮和总氮去除效率随进水氮负荷的增加而降低,出水氨氮浓度随进水负荷的增加而升高; 30%污泥转移工况下的出水总氮效果明显优于15%和0%工况。
从系统氨氮去除效率分析,无污泥转移硝化效率高于具污泥转移的SBR工艺,因为污泥转移功能使活性污泥经历厌氧/好氧交替过程,而在传统SBR工艺中的活性污泥长期处于好氧状态,更有利于硝化细菌的生长繁殖。
再加上由于污泥转移的实施,进水负荷随充水比的增加而增加,导致水力停留时间缩短,系统的硝化功能被削弱。
图5 不同污泥转移量下氨氮的去除Fig.5 Ammonia removal under different volume of sludge transfer图6 不同污泥转移量下总氮的去除Fig.6 Total nitrogen removal under different volumes of sludge transfer污泥转移使系统氨氮去除率下降而总氮去除效率增加,随着污泥转移量的增加系统对总氮的去除效率而得到加强。
根据生物脱氮基本理论及出水水质组分可以看出污泥转移使系统的反硝化功能得到强化。
分析其原因首先是厌氧生物选择器的设置为部分硝酸盐的反硝化提供了场所,污泥转移过程中也携带部分硝酸盐进入厌氧生物选择器,利用进水中的易降解有机物完成反硝化。
此外在厌氧选择器进行了快速吸附有机物的活性污泥进入SBR,这部分活性污泥碳源的释放也为SBR池中反硝化过程提供了条件。
系统中进水氮浓度低,有必要对系统中氮的去除途径进行分析。
生物脱氮分同化脱氮和异化脱氮两种,假设微生物仅在好氧条件下获得增殖,运行时的泥龄为θc,微生物细胞采用C60H87O23N12P来表示,设系统每天增殖的污泥量为ΔX,由泥龄的定义可计算出氮占细胞质量的百分比为0. 122,则每天由于同化作用而去除的氮总量为0. 122ΔX。