同步脱氮除磷

更新时间:2024-03-18 16:58

同步脱氮除磷(Simultaneous Nitrogen and Phosphorus Removal)是以高效率同步脱氮除磷为目的而开发的一项技术,该工艺具有较好的脱氮、除磷效果。

简介

随着对水质处理程度要求的加强,以及工艺在应用过程中遇到的诸多问题,使单纯的脱氮技术或单纯的除磷技术在应用中受到一定的限制。因此,需要寻找新的工艺方案,改良工艺技术,可以在一个处理系统中同时去除氮和磷,因而开发出一系列的同步脱氮除磷的处理技术。主要工艺有厌氧—缺氧—好氧(A2O)工艺;Bardenpho工艺;UCT工艺、Phoredox工艺、以及SBR工艺等。

A2O工艺

工艺流程

A2O工艺是Anaerobic/Anoxic/Oxic的简称,是目前较为常见的同步脱氮除磷工艺。A2O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷,其工艺流程如图1所示。

在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。

工艺特点

(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合,具有同时去除有机物和脱氮除磷的功能;

(2)在同步脱氮除磷去除有机物的工艺中,该工艺流程最为简单,总的水力停留时间也少于同类其他工艺,好氧段为3.5—6.0 h,厌氧段、缺氧段分别为0.5 h和1.0 h。

(3)在厌氧、缺氧、好氧交替运行下,丝状菌不会大量繁殖,SVI一般小于100,不会发生污泥膨胀

(4)污泥中含磷量高,一般为2.5%以上。

(5)不需要外加碳源,厌氧段与缺氧段只需进行缓慢搅拌,运行费用较低。

Bardenpho工艺

工艺流程

Bardenpho工艺采用两级A/O工艺组成,共有4个反应池。由于污泥回流的影响,第一个厌氧池和好氧池中均含有硝酸氮。在第一厌氧池中,反硝化细菌利用原水中有机碳将回流混合液中的硝酸氮还原。第一厌氧池的出水进入第一好氧池,在好氧池中发生含碳有机物的氧化降解,同时进行含氮有机物的硝化反应,使有机氮和氨氮转化为硝酸氮。第一好氧池的处理出水进入第二厌氧池,废水中的硝酸氮进一步被还原为氮气,降低了出水中的总氮量,提高了污泥的沉降性能。具体工艺流程如:图2所示。

工艺特点

(1)由于采用了两级A/O工艺,脱氮除磷的效果较好,脱氮效率可达90%~95%;

(2)各项反应都反复进行两次以上,各反应单元都有其首要功能,同时又兼有二、三项辅助功能。

UCT工艺

工艺流程

前述的两种同步脱氮除磷工艺中,都是将回流污泥直接回流到工艺前端的厌氧池,其中不可避免地会含有一定浓度的硝酸盐,因此会在第一级厌氧池中引起反硝化作用,反硝化细菌将与除磷菌争夺废水中的有机物而影响除磷效果,因此提出UCT ( University of Cape Town)工艺,其工艺流程如:图3所示。

工艺特点

(1)工艺中二沉池污泥是回流到缺氧段而不是厌氧段,从缺氧段出来的泥水混合液硝酸盐含量很低,再回流到厌氧池后为污泥的释磷反应提供了最佳的条件;

(2)厌氧区停留时间较长,有机物的利用率较高;

(3)较适用于原污水的BOD5/TP较低的情况。

Phoredox工艺

工艺流程

工艺流程如图4所示:

工艺特点

(1)该五段系统有厌氧、缺氧、好氧三个池子用于除磷、脱氮和碳氧化,第二个缺氧段主要用于进一步的反硝化;

(2)利用好氧段所产生的硝酸盐作为电子受体,有机碳作为电子供体;

(3)混合液两次从好氧区回流到缺氧区;

(4)该工艺的泥龄长(约30~40 d),增加了碳氧化的能力。

SBR工艺

工艺流程

SBR(Sequencing Batch Reactor,SBR)即间歇式活性污泥法,是活性污泥法的一种变型工艺。传统SBR工艺的一个操作周期包括进水期(Fill)、反应期(React)、沉淀期(Settle)、排水期(Draw)和闲置期(Idle)等五个阶段。工艺流程如图5所示。

工艺特点

(1)SBR工艺在时间序列上提供了缺氧、厌氧和好氧交替的环境条件,使缺氧条件下实现反硝化,厌氧条件下实现磷的释放,好氧条件下的硝化及磷的过量摄取,从而能够有效地脱氮除磷;

(2)SBR工艺流程简单、运行费用低,固液分离效果好、脱氮除磷效果好,并且耐冲击负荷,能有效防止污泥膨胀;

(3)但传统的SBR在应用中有一定的局限性,如在进水流量较大时,需对反应系统进行调节,会增大投资。为了进一步提高出水水质,出现了许多SBR演变工艺,如CASS工艺、DAT—IAT工艺、MSBR工艺、UNITANK等。

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