一體化生物膜-顆粒污泥耦合反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷的技術(shù)研究.pdf

1、氮、磷的過(guò)量排放是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因。隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，特別是生活污水在污水排放量比重的逐年增加，在去除有機(jī)物的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)氮磷達(dá)標(biāo)排放的水處理工藝已成為目前研究熱點(diǎn)。針對(duì)我國(guó)污水處理廠脫氮除磷工藝普遍存在著能耗高、效率低以及運(yùn)行不穩(wěn)定的現(xiàn)狀，本項(xiàng)研究采用自行設(shè)計(jì)的一套生物膜-顆粒污泥耦合反應(yīng)裝置，將懸浮填料生物膜和顆粒污泥兩種水處理技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)各類(lèi)細(xì)菌的代謝特性，在裝置不同區(qū)域通過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)厭氧、好氧、缺氧過(guò)程，從而

2、實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷。本課題以模擬廢水為處理對(duì)象，將懸浮載體生物膜和顆粒污泥技術(shù)耦合，全面研究生物膜/顆粒污泥耦合工藝反硝化除磷脫氮的可行性，首先，提出快速富集反硝化顆粒污泥的策略并成功啟動(dòng)耦合工藝，考察不同進(jìn)水方式和不同好/厭氧區(qū)容積負(fù)荷對(duì)耦合工藝反硝化除磷脫氮的影響，并以此為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了改進(jìn)型生物膜/顆粒污泥耦合工藝，同時(shí)考察了HRT、曝氣量、溫度和碳源等不同影響因素對(duì)改進(jìn)型耦合工藝的影響。
　　懸浮載體生物膜和厭氧顆粒污泥分別是

3、脫氮除磷工藝中最為高效的處理手段。本研究以自行設(shè)計(jì)、研發(fā)的生物膜-顆粒污泥耦合工藝反應(yīng)器(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?201110293470，專(zhuān)利公開(kāi)號(hào):102372362A)為實(shí)驗(yàn)載體，首次成功將生物膜和顆粒污泥耦合，提出并驗(yàn)證了工藝的可行性。
　　通過(guò)60個(gè)周期馴化，實(shí)現(xiàn)硝化菌在懸浮載體上的成功掛膜。馴化結(jié)束后，NH4+-N出水濃度為1.32 mg/L，去除率高達(dá)95.65％，出水NO3--N濃度19.14mg/L;懸浮載體表面逐漸被活性污

4、泥緊密包裹。以絮狀污泥為接種污泥，利用三階段富集策略，成功富集出反硝化除磷顆粒污泥，磷酸鹽、氨氮和COD的去除率逐步上升。試驗(yàn)未期，均穩(wěn)定在90％以上。將馴化和富集好的生物膜載體及顆粒污泥放入生物膜-顆粒污泥耦合工藝反應(yīng)器，進(jìn)行初次啟動(dòng)。
　　通過(guò)選取不同進(jìn)水方式和不同厭氧區(qū)/好氧區(qū)容積負(fù)荷對(duì)生物膜-顆粒污泥耦合工藝進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。首先，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了瞬時(shí)進(jìn)水和連續(xù)進(jìn)水對(duì)耦合工藝穩(wěn)定性的影響。其次，通過(guò)移動(dòng)反應(yīng)器中多孔擋板

5、，分別調(diào)整反應(yīng)器中厭氧區(qū)/好氧區(qū)容積比例，確定了各反應(yīng)區(qū)最佳容積負(fù)荷，進(jìn)一步改進(jìn)、優(yōu)化了反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)。改進(jìn)后的耦合工藝，較之前對(duì)污染物的去除均有了一定程度提高。COD、P、NH4+-N和TN的去除率分別提升了16.68％，26.10％，19.45％和19.64％。
　　為實(shí)現(xiàn)生物膜-顆粒污泥耦合工藝在實(shí)際工程中的應(yīng)用，對(duì)影響耦合工藝穩(wěn)定運(yùn)行的一些重要因子進(jìn)行了考察。當(dāng)HRT為8.5h時(shí)，釋磷速率和吸磷速率最高，達(dá)到0.47和0.

6、97mg P/g SS/h，其碳源利用率最大，反硝化除磷效率最穩(wěn)定;當(dāng)曝氣量分別為0.2，0.1和0.05 m3/h，氨氮的去除率分別為81.03％、74.42％和70.34％，PO43--P去除率分別為80.40％、75.22％和69.19％，反硝化速率分別為1.04，0.92和0.81 mg N/g SS/h;當(dāng)溫度分別為20℃，28℃和33℃時(shí)，氨氮的去除效率分別為76.09％、81.57％、83.07％。出水磷酸鹽濃度分別為2.

7、37，2.03和1.96 mg/L，而缺氧段吸磷量分別為14.49，15.00和14.94 mg/L，20℃反硝化除磷效率最大，為0.93 mg P/mg NO3-N;當(dāng)選用不同的碳源（葡萄糖和無(wú)水乙酸鈉）時(shí)，耦合工藝對(duì)COD的去除率分別為77.23％和83.58％，對(duì)磷酸鹽的去除率分別為59.91％和71.22％。
　　與傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝相比，生物膜-顆粒污泥耦合工藝具有節(jié)省占地空間、降低能源消耗、工藝流程簡(jiǎn)潔、污染物去除率高