您好,歡迎訪問東莞市環(huán)潔化工有限公司官方網(wǎng)站!

東莞市環(huán)潔化工有限公司

      微信電話:

173-6950-5908

186-7694-1182

  • 碳源產(chǎn)品生產(chǎn)廠
  • 乙酸鈉
  • 有機(jī)復(fù)合碳源
  • 乙酸鈉/復(fù)合碳源生產(chǎn)商

環(huán)潔新聞資訊

HUANJIE NEWS

提供工業(yè)級(jí)化工原料生產(chǎn)
微信電話:

173-6950-5908

186-7694-1182

當(dāng)前位置:首頁 > 新聞資訊 > 公司新聞

解決城鎮(zhèn)污水廠生物脫氮除磷碳源不足的方法

發(fā)布時(shí)間:2021-06-25

閱讀文字: 【

我國污水處理廠多采用生物脫氮除磷工藝,碳源一直是傳統(tǒng)生物脫氮除磷工藝的控制因素,碳源是微生物生長必須的營養(yǎng)元素,主要消耗于釋磷、反硝化和異養(yǎng)菌代謝。中國有相當(dāng)一部分污水處理廠的進(jìn)水都存在碳源含量低,造成出水脫氮除磷效果較差。因此有效解決城市污水處理廠碳源不足問題,是提高污水脫氮除磷效率從而實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的有效途徑。

今天擬從內(nèi)碳源和外加碳源兩個(gè)方面,對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠碳源的開發(fā)利用進(jìn)行分析。

1內(nèi)碳源

內(nèi)碳源是指存在于污水處理系統(tǒng)本身的碳源。包括原污水中的可生物降解溶解性有機(jī)碳,從原污水中分離出來的顆粒態(tài)慢速降解有機(jī)物(初沉污泥)和活性污泥微生物死亡或破裂后自溶釋放出來的可被利用的基質(zhì)。在中國節(jié)能減排的環(huán)保政策指引下,內(nèi)碳源的有效開發(fā)利用便顯得尤為迫切。不但可以減少廢物排放量,還可以有效提高生物脫氮除磷效果,可謂一舉兩得。

1.1多點(diǎn)進(jìn)水

也稱為分段進(jìn)水活性污泥法,污水經(jīng)過簡單的物理處理后,直接進(jìn)入生物池。早期采用多點(diǎn)進(jìn)水方式的目的是減少生物池需氧量和供氧量的差異,起到節(jié)能降耗的作用。目前采用該方式的目的一方面是增加脫氮除磷段的碳源含量,同時(shí)也是消耗污泥回流和硝化液回流所攜帶的剩余的溶解氧,優(yōu)化脫氮除磷的反應(yīng)環(huán)境,從而提高處理效果。這種運(yùn)行方式目前逐漸受到了一些新建和改擴(kuò)建的污水廠的青睞,如鄭州市新建的某污水處理廠就是采用多點(diǎn)進(jìn)水的改良型UCT工藝,排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)。

這種運(yùn)行方式由于是增加了進(jìn)水點(diǎn),從而增加構(gòu)筑物池容和管線系統(tǒng),無疑會(huì)帶來系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜,反應(yīng)池容積和建設(shè)投資的增加,運(yùn)行管理難度增大等問題,相對(duì)于提高處理效果來講,這些弊端也是可以忽視的。

1.2初沉池的合理設(shè)置

常規(guī)來講,初沉池是設(shè)置在沉砂池之后的另一個(gè)非常重要的物理法處理單元,其作用是進(jìn)一步去除沉砂池不能去除的更加細(xì)小的無機(jī)顆粒,可去除10%~20%的有機(jī)物,還具有一定的水解酸化的作用,從而減少后續(xù)生物處理單元的負(fù)荷,對(duì)提高處理效果起到了重要的促進(jìn)作用。然而初沉池的設(shè)置同時(shí)也帶來了后續(xù)脫氮除磷處理階段碳源量更低的問題,尤其是對(duì)于某些進(jìn)水低C/N的污水廠來講,其碳源不足的矛盾將更加突出。這無疑使得關(guān)于初沉池的設(shè)置與否陷入了兩難的尷尬境地。業(yè)內(nèi)關(guān)于是否取消初沉池的討論也是不絕于耳。據(jù)筆者的調(diào)查了解,目前初沉池的設(shè)置與否歸納為以下三種主要方式:

(1)直接取消初沉池。目前相當(dāng)一部分污水廠(如現(xiàn)階段較為流行的延時(shí)曝氣氧化溝工藝),是污水經(jīng)過沉砂池之后,直接進(jìn)入生物池。這種做法的優(yōu)勢(shì)是減少了初沉池的建設(shè)投資,簡化了處理流程,對(duì)于緩解建設(shè)單位的資金和占地規(guī)劃緊張狀況起到積極作用。筆者認(rèn)為這種方式對(duì)于進(jìn)水SS濃度較低且波動(dòng)不大的污水廠無疑是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

(2)可在初沉池環(huán)節(jié)處設(shè)置超越管,根據(jù)實(shí)際進(jìn)水情況決定是否取消初沉池,以解決脫氮除磷系統(tǒng)中有機(jī)碳源不足的狀況。筆者認(rèn)為,這種方式更適合進(jìn)水SS濃度波動(dòng)較大的污水廠。即當(dāng)進(jìn)水SS濃度較高時(shí),開啟初沉池進(jìn)一步降低SS;當(dāng)進(jìn)水SS濃度較低時(shí),開啟超越管超越初沉池來減少有機(jī)物的損失。以期增加后續(xù)處理工藝中有機(jī)碳源的含量。

(3)減少初沉池的水力停留時(shí)間。常規(guī)來講,初沉池的水力停留時(shí)間為1~2h,有些業(yè)內(nèi)人士提出將初沉池的停留時(shí)間減少至0.5~1h[1],或者適當(dāng)提高沉砂池池的水力停留時(shí)間,這樣可以在一定程度上緩解取消初沉池所帶來的一系列弊端。

這三種方式各有利弊,需要設(shè)計(jì)和建設(shè)單位根據(jù)進(jìn)水的實(shí)際情況以及具體的建設(shè)情況,進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和建設(shè)。

1.3增設(shè)厭氧水解酸化池

改進(jìn)脫氮除磷工藝,目前常用的主要方式是在脫氮除磷反應(yīng)器前增加厭氧水解酸化池(段)。在厭氧水解酸化階段,大分子有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單的化合物并分泌到細(xì)胞外,主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸(VolatileFattyAcids,VFAs),醇類,乳酸等,削減待處理污水的有機(jī)負(fù)荷,改善了污水的可生化性,提高后續(xù)處理的效率。梁存珍等[2]采用水解酸化-反硝化-硝化的組合工藝對(duì)土霉素廢水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的連續(xù)處理。

廢水經(jīng)過厭氧水解,反硝化速率從0.31kg/m3˙d增加到0.45kg/m3˙d,提高了45.2%。這類研究成果為實(shí)際工程的推廣和應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持,如鄭州市某污水處理廠在氧化溝前設(shè)置前置缺氧池(前置反硝化池)和厭氧池,10%的進(jìn)水直接進(jìn)入前置缺氧池段給回流污泥提供反硝化所需碳源,在厭氧池內(nèi),大分子和難降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)為聚磷菌提供碳源。改良型氧化溝和改良型A2/O等均是在此基礎(chǔ)上演化而來,有一些新建和改擴(kuò)建的污水處理廠也積極采納了這種方式,并取得了較好的處理效果。

結(jié)果表明,將水解酸化過程作為低濃度城市污水生物脫氮工藝的預(yù)處理工藝可以為反硝化段補(bǔ)充一定量的碳源,有效提高脫氮效率??紤]到水解池的建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用,以及一些地區(qū)廢水的實(shí)際情況,還需要綜合處理效果和經(jīng)濟(jì)費(fèi)用等因素因地制宜地確定運(yùn)行工藝及工藝條件。

延伸閱讀:

污水碳源分離新概念——篩分纖維素

有機(jī)碳源對(duì)一體化厭氧氨氧化反應(yīng)器脫氮性能的影響

外部碳源投加量簡易計(jì)算方法

碳源投加在垃圾滲濾液處理中的具體應(yīng)用

1.4利用污泥開發(fā)碳源

采用污泥開發(fā)碳源,使得污泥在城市污水處理廠內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)利用,能在一定程度上解決污泥的處置問題,實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化和資源化。但由于污泥微生物的細(xì)胞壁半剛性結(jié)構(gòu)很難通過直接厭氧水解產(chǎn)酸,只有對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理,以破壞污泥的絮體結(jié)構(gòu)、細(xì)胞壁,使其胞內(nèi)物質(zhì)能夠有效的釋放出來,才能獲得可溶解性有機(jī)物,進(jìn)而水解產(chǎn)生VFAs。近幾年發(fā)展起來的污泥預(yù)處理方法有:物理法(高壓噴射法、珠磨法、超聲波法、加熱法)、化學(xué)法(臭氧氧化法、氯氣氧化法、濕式氧化法)、生物法及一些組合方法。VFAs為碳源的反硝化速率高于甲醇、乙醇等傳統(tǒng)碳源,因?yàn)樵谏锝到膺^程中甲醇和乙醇是先被轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的VFAs,然后再進(jìn)行進(jìn)一步的降解。但一般城市污水處理廠進(jìn)水中,每升水含VFAs僅有幾十毫克。

目前國內(nèi)外開始利用生物法使污泥水解發(fā)酵來產(chǎn)生VFAs的研究越來越多。以開發(fā)碳源為目的的污泥水解酸化的研究重點(diǎn),應(yīng)著力于如何使反應(yīng)保持在產(chǎn)酸階段,使得VFAs得到積累作為后續(xù)生物脫氮除磷的碳源使用。研究較為成熟的還有污泥法中的超聲波法并且已達(dá)到工程應(yīng)用程度,利用低頻超聲波開發(fā)碳源,在強(qiáng)化污水脫氮除磷效果達(dá)20%~30%[3]的同時(shí)還可減少剩余污泥的排放。

需要注意的是,發(fā)酵液中不但含有大量的溶解性有機(jī)物,還含有大量的N、P,如果直接作為碳源,勢(shì)必會(huì)增加進(jìn)水的N、P含量,給后續(xù)脫氮除磷工藝增加負(fù)擔(dān)。因此需要對(duì)發(fā)酵液中的N、P進(jìn)行回收,目前大多數(shù)是以鳥糞石沉淀形式回收磷,其次是磷酸鈣、磷酸鋁及磷酸鐵。利用鳥糞石工藝回收N、P在Mg/N=1.8,pH=10.0,P/N=1.13即最佳N、P回收條件下NH4+-N和SOP的去除率為73.6%和82.2%[4]。

2外加碳源

外加碳源大體上可以分為兩大類:(1)傳統(tǒng)碳源,包括甲醇、乙醇、乙酸等液態(tài)有機(jī)物及糖類;(2)其他類型的碳源,如工業(yè)廢水、垃圾滲濾液。

2.1傳統(tǒng)碳源

傳統(tǒng)碳源是目前研究較為成熟,應(yīng)用較多的碳源,主要包括:低分子有機(jī)物,如甲醇、乙醇、乙酸等以及糖類,如葡萄糖、蔗糖。投加適量這類低分子有機(jī)物在反硝化過程中均能實(shí)現(xiàn)完全脫氮[5],由于每種碳源代謝途徑不同,造成反硝化速率各不相同其中以乙酸、甲醇的反硝化速率最快,丁酸、丙酸次之,葡萄糖的最慢。反硝化菌要求要求反硝化過程中的碳源是低生長量的碳源。單碳化合物的生長量最低,因?yàn)閺膯翁蓟衔镏泻铣杉?xì)胞物質(zhì)所需能量較大,在一定程度上阻止了細(xì)胞的生長,而將碳源氧化,使硝酸鹽和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)馊コ?,甲醇反?yīng)生成二氧化碳和水,沒有衍生的副產(chǎn)物,是最清潔的碳源,從這個(gè)角度來講甲醇這種單碳化合物做碳源效果最好,其次是乙醇,糖類等易降解有機(jī)物。大量試驗(yàn)結(jié)果均顯示[6-7],甲醇、乙醇、乙酸及糖類物質(zhì)做為碳源時(shí),脫氮效率要明顯高于未投加是的反硝化速率,是可利用的碳源。

這類碳源雖然能夠取得良好的反硝化效果,但長期投加帶來的運(yùn)行費(fèi)用增加,是限制其應(yīng)用的主要因素。

2.2其他碳源

可作為碳源利用的廢棄物包括工業(yè)廢水、垃圾滲濾液,工業(yè)廢水中的啤酒廢水[8]、淀粉廢水、合成氨企業(yè)的甲醇?xì)堃旱鹊?,含有大量的糖類、蛋白質(zhì)、脂肪等,可生化性好且不含有毒有害物質(zhì),能夠成為生物脫氮除磷的理想碳源。對(duì)于一些COD含量高但可生化性不好的廢水如造紙廢水,可將其與肉類加工廢水混合提高可生化性[9]成為有效碳源。在填埋初期的垃圾滲濾液有良好的可生化性[10]將其作為反硝化系統(tǒng)的外加碳源,既能補(bǔ)充污水中碳源含量,又使得垃圾滲濾液得到處理。

上述這些碳源目前由于其數(shù)量少,主要用于生產(chǎn)廢水的脫氮除磷,在用以提高城市污水處理廠的脫氮除磷效率的應(yīng)用環(huán)節(jié)上有待進(jìn)一步的探討。

3結(jié)語

綜上所述,目前已發(fā)現(xiàn)的可利用碳源的數(shù)量繁多,但是在城市污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中,究竟選取何種碳源才能做到經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和高效性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,這成為目前的研究焦點(diǎn)??傮w上講外加碳源能夠取得良好的脫氮除磷效果,但長期投加無疑會(huì)增加處理運(yùn)行成本和管理難度,也是限制其應(yīng)用的主要因素。而內(nèi)碳源的開發(fā)利用只能對(duì)提高脫氮除磷效率起到一定的積極作用,而不是特別有效。但可以在滿足脫氮除磷的同時(shí)達(dá)到對(duì)廢物的資源化利用,降低城鎮(zhèn)污水處理廠的運(yùn)行成本,這符合中國節(jié)能減排的環(huán)保理念??v觀國內(nèi)外開發(fā)碳源的進(jìn)程,充分利用內(nèi)碳源和外碳源以降低外碳源使用時(shí)增加的污水處理成本是今后的發(fā)展方向和研究重點(diǎn)。

因此,在城市污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行中,優(yōu)選碳源時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)深入了解不同碳源的特性,結(jié)合具體的進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn),選擇最佳碳源,具體問題具體分析,切忌照搬;(2)可開發(fā)利用的碳源種類很多,但考慮到污水處理廠的運(yùn)行成本,并注意選擇可操控性強(qiáng)的碳源,做到經(jīng)濟(jì)性和高效性的統(tǒng)一;(3)根據(jù)不同碳源的不同性質(zhì),還可考慮同時(shí)利用多種碳源,做到內(nèi)、外碳源有機(jī)結(jié)合,以達(dá)到最佳脫氮除磷效果;(4)進(jìn)一步優(yōu)化城市污水處理廠的處理工藝和運(yùn)行參數(shù),提高運(yùn)行管理水平,最大限度提高整個(gè)流程的處理效率。

上一篇:水處理藥劑常見技術(shù)

下一篇:城市污水投加乙酸鈉作為碳源的優(yōu)點(diǎn)

本文Tags標(biāo)簽:生物脫氮除磷碳源不足的方法,污水廠碳源不足的方法,污水處理系統(tǒng)碳源不足