南京純水介紹低碳源污水的脫氮除磷技術(shù)
【www.u2pu.com南京純水設(shè)備】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與人們生活水平的提高,用水量的增加使得污水處理廠中的有機(jī)物含量逐漸降低,而磷含量則較高,因而在污水脫氮除磷處理中,低碳源污水成為發(fā)展的瓶頸。
目前,在我國城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理中,氮、磷含量較高,在對(duì)污水進(jìn)行脫氮除磷處理中,排泥除磷與反硝化工藝均需要應(yīng)用碳源,南京工業(yè)純水處理設(shè)備為了能夠使出水的氮含量與磷含量達(dá)標(biāo),就需要投加額外的碳源,但該項(xiàng)費(fèi)用較高,采用此方式會(huì)增加污水處理的成本。
COD含量的降低使得污水在采用生物法進(jìn)行脫氮除磷處理時(shí),微生物新陳代謝過程所需的碳源不足,進(jìn)而對(duì)出水中氮磷含量造成影響,導(dǎo)致出水達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在碳源不足的前提下,污水排放氮、磷不達(dá)標(biāo)會(huì)使污水排放問題更為突出,因此亟須開發(fā)高效經(jīng)濟(jì)的污水處理技術(shù),旨在提高氮、磷去除率。
我國生活污水屬于非常典型的低碳源污水,因而對(duì)低碳源污水脫氮除磷技術(shù)的研究成為現(xiàn)階段我國污水處理行業(yè)的熱點(diǎn)。鑒于此,本文對(duì)一系列脫氮除磷技術(shù),如外加碳源、取消化糞池以及磷回收等技術(shù)及效果進(jìn)行分析,從而為低碳源污水處理提供有價(jià)值的參考意見。
一、污水處理廠脫氮除磷思路概述
1.補(bǔ)充外來碳源
在對(duì)有機(jī)物濃度較低的生活污水進(jìn)行處理時(shí),大部分的污水處理廠通過補(bǔ)充外來碳源方式進(jìn)行處理,但碳源與藥劑的增加會(huì)在很大程度上提高污水處理廠的運(yùn)營成本。因此,這種方式無法滿足低化學(xué)品投加與節(jié)能降耗的目標(biāo),也會(huì)顯著提高經(jīng)濟(jì)成本。
相關(guān)人員在選擇外加碳源的過程中,應(yīng)盡可能選取溶解性或不溶性的易生物降解有機(jī)物,同時(shí)還要確保碳源價(jià)格低廉,簡單易得。一般來說,溶解性有機(jī)碳主要呈現(xiàn)為乙醇、乙酸及葡萄糖等液態(tài)形式,這些容易降解液體的有機(jī)物極容易在處理時(shí)被利用,因此具有較高的氮磷去除率。
但由于甲醇具有一定毒性,而葡萄糖以及甲乙醇的價(jià)格較高,因而一部分污水處理廠在污水處理中采用化工生產(chǎn)的乙酸廢液,具有較為明顯的應(yīng)用效果。
需要注意的是,在污水處理中通過投加外碳源的方式雖然能夠在一定程度上強(qiáng)化生物脫氮除磷效果,但存在受溫度影響大、運(yùn)輸困難以及甲醇毒性大等問題。同時(shí)投加外碳源的方式會(huì)增加運(yùn)行管理費(fèi)用,因而逐漸被棄用。
2.取消化糞池
化糞池隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,其弊端逐漸顯現(xiàn)出來。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,運(yùn)行管理能力欠佳,通常在出現(xiàn)堵塞時(shí)才予以清理,影響周圍環(huán)境。第二,化糞池的設(shè)置會(huì)導(dǎo)致占地以及其他管線布置困難等問題。第三,化糞池會(huì)去除一部分有機(jī)物,降低原污水中的有機(jī)碳源,影響污水廠的正常運(yùn)行。
因此,建議取消化糞池,旨在提高污水中的有機(jī)成分,最終提高脫氮除磷效果。
3.磷回收
從污水中采取磷回收措施能夠?qū)⑽鬯械牧鬃儚U為寶。一般情況下,磷回收采取的是抽取工藝中的厭氧池上清液,通過結(jié)晶技術(shù)、化學(xué)沉淀以及離子交換等技術(shù)分離清液中的磷,剩余的上清液便將其回流至處理構(gòu)筑物。這樣不僅能顯著減少污水中的磷負(fù)荷,同時(shí)也可將磷元素用在化肥生產(chǎn)中。
4.優(yōu)化進(jìn)水方式
大部分的碳源在好氧段通過傳統(tǒng)的進(jìn)水方式會(huì)導(dǎo)致其被氧化成為二氧化碳,使其在缺氧反硝化階段出現(xiàn)無碳源可用的狀況。南通純水處理設(shè)備通常來說,對(duì)進(jìn)水方式優(yōu)化是將原污水中所含有的一部分有機(jī)碳應(yīng)用于反硝化過程,從而提高脫氮效果,主要包括兩種方式,分別是分段進(jìn)水、周期性改變進(jìn)水方向。
優(yōu)化進(jìn)水方式是通過應(yīng)用后置缺氧UCT分段進(jìn)水工藝,使氮磷去除率保持在75.3%左右。而周期性的改變進(jìn)水方向僅需要將兩個(gè)相同的反應(yīng)器予以串聯(lián),然后將其作為定期進(jìn)水的第一級(jí)反應(yīng)器,改變每個(gè)反應(yīng)器的周期性功能。
二、低碳源污水的脫氮除磷技術(shù)
1.厭氧氨氧化
厭氧氨氧化主要指的是細(xì)菌在溶氧濃度較低的前提下,通過細(xì)胞內(nèi)的新陳代謝,促進(jìn)亞硝酸鹽與氨之間發(fā)生生物氧化的還原反應(yīng),從而使氮?dú)饷摮T摲N方式在實(shí)際應(yīng)用過程中具有節(jié)省碳源、節(jié)約能耗以及細(xì)菌合成量少等特點(diǎn),因而受到污水處理廠的關(guān)注。
厭氧氨氧化細(xì)菌主要是利用氨與亞硝酸根的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生能源,并且空氣中的二氧化碳作為碳素的細(xì)菌,不需要額外添加有機(jī)碳源,具有較為明顯的應(yīng)用價(jià)值。
但缺陷在于培養(yǎng)以及馴化厭氧氨氧化菌的過程較為困難,對(duì)環(huán)境要求非常嚴(yán)格,若能解決厭氧氨氧化工藝難題,便能在污水處理中得到廣泛推廣。
2.同步硝化反硝化
同步硝化反硝化依賴的好氧反硝化菌以及異養(yǎng)硝化菌在溶解氧濃度梯度單級(jí)反應(yīng)器中的溶氧較低,因而在處理過程中需要對(duì)曝氣予以一定限制或?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)曝氣。該技術(shù)的特點(diǎn)與因進(jìn)水碳源低而需要控制無效氧化的相關(guān)要求、節(jié)約動(dòng)力消耗等具有一致性。
因此,在對(duì)低碳源污水處理中,同步硝化反硝化具有較為廣闊的應(yīng)用前景。
3.短程硝化反硝化
在傳統(tǒng)理論中主要依靠的是亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌兩種微生物轉(zhuǎn)化氨氮。南京實(shí)驗(yàn)室純水處理設(shè)備若需要對(duì)兩種方式進(jìn)行生態(tài)選擇,需要在污泥中使亞硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)變成為優(yōu)勢(shì)菌群,并淘汰或減少硝化細(xì)菌數(shù)量,在亞硝化階段充分發(fā)揮硝化作用,然后直接對(duì)其進(jìn)行反硝化處理,該種方式能夠顯著縮短脫氮的反應(yīng)進(jìn)程。該工藝在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效節(jié)省能源,與傳統(tǒng)工藝相比,減少大約40%左右的碳源。
4.生物除磷
對(duì)污水實(shí)行生物除磷的關(guān)鍵在于聚磷菌,聚磷菌在耗氧環(huán)境中能夠從水中過量吸收磷,若在厭氧的環(huán)境下則會(huì)在水中釋放磷。生物除磷技術(shù)依賴聚磷菌的特性,對(duì)磷予以反復(fù)吸放,從而使污水中磷以聚的形式存在于增殖的細(xì)菌中,并在好氧環(huán)境下分離并排放剩余的污泥,最終起到去除磷的目的。
隨著我國城市生活用水量的增加,污水排放量也隨之增加,低碳源污水是生活污水排放的主要組成成分,對(duì)其進(jìn)行脫氮除磷處理已經(jīng)引起水處理專家的重點(diǎn)關(guān)注,當(dāng)務(wù)之急在于提高脫氮除磷效果,確保污水達(dá)標(biāo)排放。
在低碳能耗與綠色環(huán)保的背景下,我國污水處理廠正面臨著升級(jí)改造的轉(zhuǎn)折點(diǎn),其所采用的脫氮除磷技術(shù)措施應(yīng)盡可能符合經(jīng)濟(jì)節(jié)能的要求。其中同步硝化反硝化、厭氧氨氧化技術(shù)、生物除磷以及短程硝化反硝化等技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中因具有耗能低、有機(jī)物少等特點(diǎn),成為未來污水處理的主要發(fā)展方向。
綜上所述,無論污水處理廠采用何種技術(shù)提高低碳源污水脫氮除磷的效果,均需要有效掌握工藝運(yùn)行管理技術(shù),大限度地發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的目的。
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