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脫氮除磷兩大問題,反硝化聚磷菌幫你同步解決!

26 02月 2019行業動態

反硝化聚磷菌除磷工藝

 

01  反硝化除磷機理

 

反硝化除磷就是在厭氧 /缺氧環境交替運行的條件下,易富集一類兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厭氧微生物,該聚磷菌能利用 NO3-作為電子受體,通過它們的代謝作用同時完成過量吸磷和反硝化過程。

 

最大限度地減少碳源需求量,實現了能源和資源的雙重節約。反硝化除磷能節省 COD 約 50%,節省氧約 30%,剩余污泥量減少 50%左右。

 

大量實驗室和生產性規模的生物除磷脫氮研究也表明,當微生物依次經過厭氧、缺氧和好氧 3個階段后,約占 50%的聚磷菌既能利用氧氣又能利用NO3-作為電子受體來聚磷,即反硝化聚磷菌(DPB的除磷效果相當于總聚磷菌的 50%左右)。這些發現一方面說明了硝酸鹽亦可作為某些微生物氧化PHB 的電子受體,另一方面也證實了在污水的生物除磷系統中的確存在著 DPB 屬微生物,而且通過馴化可得到富集 DPB 的活性污泥。

 

02  反硝化除磷工藝

 

該技術對城市污水特別是 C/N 比較低的污水有很好的處理效果。目前滿足 DPB 所需環境和基質的工藝有單雙兩級。在單級工藝中,DPB 細菌、硝化細菌及非聚磷異養菌同時存在于懸浮增長的混合液中,順序經歷厭氧/缺氧/好氧 3種環境,最具代表性的是 BCFS 工藝。在雙級工藝中,硝化細菌獨立于DPB 而單獨存在于某一反應器中,Dephanox 工藝和A2N 工藝是最具代表性的雙級工藝。

 

1、BCFS 工藝

 

BCFS 工藝是在 UCT 工藝及原理的基礎上開發的。

其工藝流程如圖 1。改進在于增加了 2個反應池,接觸池與混合池;增加了 2個混合液循環 Q1和Q3 。接觸池的功能為:回流污泥和來自厭氧池的混合液在池中充分混合,吸附剩余 COD;有效防止污泥膨脹。

 

混和池的功能為:最大程度地保證污泥再生而不影響反硝化或除磷;容易控制 SVI;最大程度地利用 DPB 以獲得最少的污泥產量。

 

混合液循環Q1 的功能是為了增加硝化或同時反硝化的機會,從而獲得良好的出水氮濃度。Q3則是起輔助回流污泥向缺氧池補充硝酸鹽氮的作用。

 

BCFS 將生物、化學除磷工藝合并,是在線磷分離與離線磷沉淀的生物與化學除磷結合方式,充分利用反硝化聚磷菌的反硝化除磷和脫氮雙重作用,來實現磷的完全去除和氮的最佳去除過程。由于充分利用 BCFS 工藝中的污泥齡易滿足硝化細菌增長所需的生長條件,污泥產量較低。荷蘭 BDG與 WGS 工程咨詢公司針對 BCFS 技術合作開發設計出同心圓反應池,實現了計算機自動控制。但是該工藝回流系統較復雜且總回流比高,同時在流程上比較復雜,污水處理廠通常采用同心圓構型,運行管理相對復雜,運行成本相對較高。

 

2、Dephanox 工藝

 

Dephanox 工藝是在厭氧池和好氧池之間增加了沉淀池和固定膜反應池。固定膜反應池的功能在于可以避免由于氧化作用而造成的有機碳源的損失和穩定系統的硝酸鹽濃度。

 

污水在厭氧池中釋磷,在沉淀池中進行泥水分離,含氨較多的上清液進入固定膜反應池進行硝化,被沉淀的污泥則與固定膜反應池中的 NO 一同進入缺氧段,完成反硝化和攝磷。

 

此工藝的優點在于能解決除磷系統反硝化碳源不足的問題和降低系統的能耗,降低剩余污泥量且COD 消耗量低。

 

3、A2N工藝

 

把硝化菌和反硝化聚磷菌在不同的污泥系統分別進行培養,即雙污泥系統,簡稱為 A2N工藝。A2N連續流反硝化除磷脫氮雙泥系統利用 DPB 體內PHB 的“一碳兩用”來實現脫氮除磷。

 

A2N-SBR 工藝是一種新興的雙泥反硝化除磷工藝,由 AAO-SBR 反應器和 N-SBR 反應器組成。AAO-SBR 的主要功能是去除 COD 和反硝化除磷脫氮;N-SBR 的反應器主要起硝化作用,這 2個反應器的活性污泥是完全分開的,只將各自沉淀后的上清液相互交換。

 

連續流雙泥系統反硝化脫氮除磷的特性:A2N 雙泥系統能使硝化菌和反硝化聚磷菌分別在各自最佳的環境中生長,利于系統脫氮除磷的高效和穩定,當 C/N 提高到6.49,TN、TP、COD 的去除率分別為 92.7%、97.95% 、95%。

 

A2N工藝在實際應用中面臨的主要問題是:當缺氧段硝酸鹽量不充足時磷的過量攝取受到限制,而硝酸鹽量富余時硝酸鹽又會隨回流污泥進入厭氧段,干擾磷的釋放和聚磷菌 PHB 的合成。反硝化除磷技術將反硝化脫氮和生物除磷兩者相結合,是可持續發展的污水生物處理工藝。

 

污水除磷技術的發展

 

01  物化除磷與生物除磷技術相結合

 

目前普遍采用物化和生化相結合的城市污水處理工藝。其最顯著的特點是流程中投加化學混凝劑,其余則與普通活性污泥法類似。生物除磷的工藝穩定性可通過附加化學沉淀來改善。

 

在國外很多二級污水處理廠的曝氣池中投入混凝劑,主要目的是幫助除磷,使原來設計具有氮磷脫除能力的污水廠的除磷功能更加有效。對一些已建成的二級生物污水處理廠,在生物處理的基礎上物化法,可大大提高出水水質。

 

將生物除磷與化學除磷相結合,可以充分利用生物除磷費用低、化學除磷出水磷濃度低且比較穩定的優點。

 

02  采用微生物固定化技術處理含磷廢水

 

微生物固定化技術通常用于難降解有機廢水、含氨氮有機廢水等。以 PVA-硼酸法固定以假單胞菌為優勢菌的活性污泥進行除磷的研究中,固定化的污泥具有較高的活性及除磷效率,6h內可將起始質量濃度為 87.5 mg·L-1 的磷降至 44mg·L-1。

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