（环境工程专业论文）低碳源污水同步脱氮除磷工艺优化研究.pdf

中文摘要 摘要 在低碳源污水生物除磷脱氮系统中，由于碳源匮乏致使生物除磷脱氮效果普 遍较差。为了实现达标排放，投加外碳源提高生物脱氮、后置化学除磷等措施成 为了低碳源污水处理厂常备的辅助方法，致使低碳源污水厂的运行成本普遍较高。 针对这些问题，课题组前期研发了“强化低碳源城市污水低氧同步脱氮除磷污水 处理装置及方法”专利技术( c n l 0 1 8 9 1 3 4 5 a ) ，发现该系统中出现了反硝化除磷 现象，但进水方式较为复杂。论文基于简化系统进水方式，强化反硝化除磷作用， 实现脱氮方式的多元化，研究集成反硝化除磷、污泥外循环侧流除磷、污泥碳源 化于一体的低碳源污水同步脱氮除磷工艺技术( l s s d p ) 。论文以c o d 2 0 0 m g l ， c o d t n 为2 5 5 5 的低碳源污水为研究对象，研究不同曝气量条件、不同容积负 荷污染物的转化途径和同步脱氮除磷效果，并对该系统剩余污泥进行碱性发酵， 探究了其碱性发酵液作为释磷碳源的可行性和对主体反应器的冲击。结果表明： 曝气量对l s s d p 反应器脱氮和除磷影响较大，尤其是曝气量较大( 1 4 2 m 3 h m 3 ) 时，脱氮和除磷效果同时变差。当曝气量为1 0m 3 h m 3 时，后好氧曝气末 端d o 浓度为1 - 2 m g l ，系统出水t n 、t p 浓度分别为8 0 - 1 4 3 m l 、0 0 2 - 0 2 5 m g l ， 稳定达到城镇污水处理厂污染物排放标准( g b l 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 一级a 标。当曝 气量为0 7 1m 3 h m 3 时，出水t n 不能稳定达一级a 标，达标率仅为3 2 ；当曝气 量为1 4 2m 3 h m 3 时，出水t n 和t p 均不能稳定达标，达标率分别仅为4 0 、5 。 曝气量对系统脱氮方式多元化有一定影响，对反硝化吸磷作用影响较大。 当曝气量适中时( 1 0m 3 h m 3 ) 时，在l s s d p 反应器三周期运行模式中，同时存 在着反硝化吸磷、缺氧反硝化和s n d 脱氮，分别占3 0 9 、3 3 3 、3 5 8 ，形成 了多元化的脱氮体系。但曝气量较低时( o 7 1m 3 h m 3 ) 时，系统中无反硝化吸磷 现象产生。 提高容积负荷对l s s d p 反应器的达标运行是可行的，但对t n 的去除效 果有一定的影响。容积负荷为o 1 9 k g c o d m 3 - d 、0 3 0k g c o d m 3 d 时，出水t n 浓 度均在1 5 m g l 以下，均能达到一级a 标，后者出水浓度更为稳定；而当继续增加 运行周期，即当容积负荷为0 4 0 k g c o d m 3 - d 时，出水t n 浓度反而不再稳定，并 有部分出水超标，达标率为8 4 。 系统具有抗进水磷负荷冲击的能力，在进水磷波动较大( 1 4 8 6 1 m g l ) 的情况下，出水t p 浓度( o 0 1 0 2 9 m g l ) 不受影响，稳定达标。这与l s s d p 反 应器污泥外循环侧流除磷技术密切相关。 以剩余污泥碱性发酵液与污水混合( 3 l ：3 2 l ) 作为碳源进行强化厌氧释 重庆大学硕士学位论文 磷是可行的，释磷液p 0 4 3 p 平均浓度约4 2 0 1 m g l 。 剩余污泥发酵基质回用后，l s s d p 系统具有稳定的除磷脱氮效果。进水 c n 、c p 比值( 平均比值分别为4 8 1 、2 6 9 9 ) 较低的情况下，出水c o d 、n h 3 一n 、 t p 能稳定达到城镇污水处理厂污染物排放标准( g b l 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ) 一级a 标， t n 能稳定达到一级b 标。脱氮效果变差。 关键词：低碳源污水处理，曝气量，强化反硝化除磷，同步脱氮除磷， 污泥碱性发酵 英文摘要 a b s t r a c t t h er e m o v a le f f i c i e n c yo fn i t r o g e na n dp h o s p o r u si nl o w c a r b o ns e w a g ed i s p o s a l s y s t e mu s u a l l yi sl o w i no r d e rt os o l v et h i sp r o b l e m ，m o s tw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t s c h o s et of e e dc a r b o nr e s o u r c et o i m p r o v et h ee f f e c to fn i t r o g e nr e m o v a l ，o ra d d c h e m i c a lp h o s p h o r u sr e m o v a le q u i p m e n ti nt h ep r o c e s s ，b u tt h ec o s ti n c r e a s e d p r e v i o u s s t u d yh a dd e v e l o p e dp s f s b rt e c h n o l o g y ( p a t e n tn o ：c n 1018 913 4 5 a ) w h i c h s t r e n g t h e ns i m u l t a n e o u sn i t r o g e na n dp h o s p h o r u sr e m o v a li nl o w - c a r b o ns e w a g eu n d e r l o wa e r a t i o na m o u n t p r e r e s e a r c hs h o w e dt h a t d e n i t r i f y i n gp h o s p h o r u sr e m o v a li n p - s f - s b r ，b u ts e w a g ef e d d i n gw a yw a st o oc o m p l e x t h i sp a p e rd e v e l o p e dad i s p o s a l s y s t e mw i t hs i m u l t a n e o u sn i t r o g e na n dp h o s p h o r u sr e m o v a li nl o w - c a r b o nr e s o u r c e s e w a g e ( l s - s d p ) t h et e c h n o l o g yi n t e g r a t e dd e n i t r i f y i n gp h o s p h o r u sr e m o v a l ，t h e s l u d g ee x t e m a lr e c y c l ea n ds l u d g ea l k a l i n ed e c o m p o s i t i o nt e c h n o l o g y i ts i m p l i f i e d s e w a g ef e d d i n gw a y , e n h a n c e dt h ed e n i t r i f y i n gp h o s p h o r u sr e m o v a la b i l i t yt oo b t a i n p l u r a l i s md e n i t r i f i c a t i o nw a y s t h i sd i s s e r t a t i o nh a ss t u d i e di n f l u e n c eo ft h ed i f f e r e n t a e r a t i o na m o u n tl e v e la n dv o l u m el o a do np o l l u t i o nc h a n g ew a y sa n ds i m u l t a n e o u s n i t r o g e na n dp h o s p h o r u sr e m o v a le f f i c i e n c y , i nl o wc a r b o nr e s o u r c e ( c o d 2 0 0 m g l ， c o d t n = 2 5 5 5 ) m i n e w h i l e ，t h i sd i s s e r t a t i o nh a ss t u d i e dt h ef e a s i b i l i t yo fs l u d g e a l k a l i n ef e r m e n t a t i o nl i q u i da st h ec a r b o ns o u r c et op h o s p h o r u sr e l e a s e ，a n dt h ei m p a c t o nm a i nr e a c t o r r e s u l t ss h o wt h a t ： t h ea e r a t i o na m o u n th a sg r e a te f f e c to nn i t r o g e na n dp h o s p h o r u sr e m o v a l e f f i c i e n c yi nl s - d p s e s p e c i a l l yi na e r a t i o na m o u n to f1 4 2m 3 h m 3 ，d e n i t r i f i c a t i o n a n dp h o s p h o r u sr e m o v a le f f i c i e n c yc a m ed o w na tt h es a m et i m e w h e nt h ea e r a t i o n a m o u n tw a s1 0m h m 3 ( a tt h ee n do fa e r a t i o n ，d oi s1 - 2 m g l ) ，t n ，t po fe f f l u e n t w a s 8 0 - 1 4 3 m g l ，o 0 2 - 0 2 5 m g l ，r e s p e c t i v e l y t h ep o l l u t i o nc o n c e n t r a t i o no f e f f l u e n tc o u l dr e a c ht h e ( al e v e l ) r e q u i r e m e n t so f d i s c h a r g es t a n d a r do f p o l l u t a n t sf o 厂 m u n i c i p a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t ( g b18 918 - 2 0 0 2 ) s t e a d i l y w h e nt h ea e r a t i o n a m o u n tw a s0 7 1m 3 h m 3 ，t no fe f f l u e n tc o u l dn o tb es t a b l eu pt oa l e v e l ，e f f l u e n tt n s t a n d a r d i z e dr a t ew a s3 2 w h e nt h ea e r a t i o na m o u m tw a s1 4 2m 3 h m 3 ，b o t ht na n d t po fe f f l u e n tc o u l dn o ts t e a d i l yr e a c ht h es t a n d a r d ，t h es t a n d a r d i z e dr a t ew a so n l y4 0 ， 5 t h ea e r a t i o na m o u n th a si n f l u e n c eo nw a y so fn i t r o g e nr e m o v a l e s p e c i a l l y d e n i t r i f y i n gp h o s p h o r u s t h e r ew e r ed e n i t r i f y i n gp h o s p h o r u s o f3 0 9 a n o x i c 重庆大学硕士学位论文 d e n i t r i f i c a t i o no f3 3 3 ，a n ds n do f3 5 8 i nl s s d pp r o c e s sa tp r o p e ra e r a t i o n a m o u n to f1 0m 3 h m 3 p l u r a l i s md e n i t r i f i c a t i o ns y s t e mc a m eo u t b u tw h e na e r a t i o n a m o u n tw a sa tal o wl e v e l ( a b o u t0 7 1m 3 h m 。) ，d e n i t r i f y i n gp h o s p h o r u sd i s a p p e a r e d i tw a sf e a s i b l ef o rr e a c h i n gs t a n d a r do p e r a t i o nw i t hi n c r e a s i n go fr e a c t o r v o l u m el o a d ，b u tt h et nr e m o v a le f f i c i e n c yc a m ew o r s e w h e nv o l u m el o a dw a s 0 1 9 k g c o d m 3 - d ，0 3 0k g c o d m 3 d ，t no fe f f l u e n tw a su n d e r1 5 m g l ，a n ds t a b l eu p t oal e v e l t h ep o l l u t a nc o n c e n t r a t i o no fl a t t e ro n ew a sm u c hm o r es t a b l e w h e n v o l u m el o a dw a s0 4 k g c o d m 3 d ，t h ee f f l u e n tt nc o n c e n t r a t i o nw a sn o ts t e a d i l ya n y m o r e ，s o m ee x c e e d e dt h es t a n d a r ，s t a n d a r d i z e dr a t ew a s8 4 l s - s d pp r o c e s sh a sa n t i s h o c kp h o s p h o r u sl o a d i n gc a p a b i l i t y w h e nt h e i n f l u e n tp h o s p h o r u sw a sf l u c t u a t i o n ( 1 4 8 - 6 1m g l ) ，t h ee f f l u e n tt pw a sn o ta f f e c t e d t h i sa b i l i t yw a sc l o s e l yr e l a t e dt ot h ee x t e r n a lr e c y c l ep r o c e s so fs l u d g ei nl s - s d p i tw a sf e a s i b l et ou s em i x t u r eo fa l k a l i n ef e r m e n t a t i o nl i q u i da n ds e w a g e ( 3 l ：3 2 l ) a st h ec a r b o n s o u r c eo f p h o s p h o r u sr e l e a s e t h ea v e r a g ep 0 4 3 _ po f p h o s p h o r u sr e l e a s e dc e l lw a s4 2 01m g l a f t e ru s i n go fa l k a l i n ef e r m e n t a t i o nl i q u i d ，l s s d ph a ds t e a d i l yp o l l u t i o n r e m o v a le f f i c i e n c y i nl o wc na n dc p ( 4 81 ，2 6 9 9 ) c o n d i t i o n ，t h ec o d ，n h 3 - n ，t po f e f f l u e n tc o u l dr e a c ht h e ( al e v e l ) r e q u i r e m e n t so fd i s c h a r g es t a n d a r do f p o l l u t a n t sf o r m u n i c i p a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t ( g b1 8 9 1 8 - 2 0 0 2 ，t nj u s tr e a c h e dl e v a lb t h e t nr e m o v a le f f i c i e n c yw a sal i t t l ew o r s e k e y w o r d s ：l o w c a r b o ns e w a g ed i s p o s a l ，a e r a t i o na m o u n t ， d e n i t r i f y i n gp h o s p h o r u s ，s i m u l t a n e o u sn i t r o g e na n dp h o s p h o r u sr e m o v a l ， a l k a l i n ef e r m e n t a t i o n i v 1 绪论 1 绪论 1 1 水环境污染现状及污染特征 随着经济的发展，水资源消耗日益增加，污水产生量也越来越多，水资源污 染日益严重。根据2 0 1 0 年我国水环境质量调查【1 1 ，地表水2 0 4 条河流4 0 9 个国控 监测断面中，i - - i i i 类、v 类和劣v 类水质断面的比例分别为5 9 9 、2 3 7 和1 6 4 。2 6 个国控重点湖泊( 水库) 中，满足i i 类水质1 个、i i i 类5 个、类4 个、v 类6 个、劣v 类1 0 个，分别占3 8 、1 9 2 、1 5 4 、2 3 1 、3 8 5 ；其 中重度富营养1 个、中度富营养2 个、轻度富营养1 1 个、分别占3 8 、7 7 、4 2 3 ， 主要污染指标是总氮和总磷，其中城市内湖富营养化最为严重。2 0 0 5 年- 2 0 0 8 年 我国七大水系总体为中度污染，其中黄河、淮河、辽河、海河污染最为严重；2 0 0 9 年和2 0 1 0 年七大水系水环境局部有所改善，总体为轻度污染，但黄河、辽河、海 河仍然污染严重；湖泊( 水库) 富营养化问题始终较为突出。虽然全国上下大力 加强城镇污水处理设施建设和运行，2 0 0 8 年环保部进一步提出加强重点湖泊保护， 加强城市生活污水处理，并要求在重点湖泊流域保护范围内的城镇污水处理厂都 应该配套脱氮除磷设施，但湖泊水库富营养化并未得到明显改善。 2 0 世纪世界淡水消费的速度远超过人口增长速度，随着经济水平的增长，工 业企业的快速发展，工业用水比1 9 世纪增加了3 0 倍，污水排放量增加是不可避 免的；流经主要城市7 0 的河流失去饮用水功能【2 j 。我国本身是一个水资源匮乏的 国家，水质型缺水突出。水资源面临着消耗和污染加剧双重威胁的局面，因此加 强对污水的处理和净化对当今社会是极其重要的环节。为减轻河流水质污染和湖 泊( 水库) 富营养化，要求城镇污水厂执行城镇污水处理厂污染物排放标准 ( g b l 8 9 1 8 - - 2 0 0 2 ) 一级a 标的呼声越来越高，其明确规定了较为严格的总磷、 氨氮、总氮排放标准：t p 0 5 m g l ，n h 3 n 5m g l ，t n 1 5m g l 。这样就对生物同 步脱氮除磷提出了更高的要求。 1 2 城市污水水质特征及处理现状 1 2 1 水质特征 城市污水产量大，成分复杂，并且不同城市及不同时期，城市污水水质特征 相去甚远。由于我国城镇污水管网建设老化、不完善( 许多老城镇采用合流制排 水管网) ，加之污水厂的快速建设，导致了管网建设滞后，管网收集率低。管网建 设主要受到老城管网的改造、搬迁、城镇工业小企业发展状况等的影响，往往滞 后与污水处理厂的建设；管网的改造措施一般为沿用原来的合流制管网，污水收 重庆大学硕士学位论文 集率低。对于居住点分布较为分散的小城镇，多根据小城镇的发展，分期建设管 网，管网收集率也比较低。随着城镇化水平和人民生活水平的日益提高，日常用 水量增加，污水处理设施建设难度大等因素，造成城市污水常常呈现出有机物浓 度低，氮磷含量较高。尤其是南方城市，雨水充沛，生活污水的收集方式常常与 小河沟联系在一起，即直接拦截河沟将污水引入污水厂，进一步降低了进厂有机 物浓度，加大处理难度。部分城市污水厂进水水质情况见表1 1p 4 5 ，6 】。 表1 1 部分污水厂进水水质情况( 单位：m g l ) ! 垒! ! ! ! ：! 垒曼旦旦垒! ! 垒2 1i 旦! ! 旦! 翌曼! ! 翌1 2 里呈型呈型皇! ! ! 宝坐翌呈坐p ! 竺! ! 堕翌i ! ! 翌型三：2 污水厂c o db o d t pt n 从以上污水厂进水水质我们可以看出，进水有机物浓度较低，c o d 浓度约小 于2 0 0 m g l ，t n 浓度基本都大于3 0 m g l ，t p 浓度差异较大。城市污水水质呈现 有机物浓度越来越低、氮磷营养物越来越高，污水的c n 、c p 比值持续下斛7 】的 现象。普遍认为【8 , 9 , 1 0 】典型低碳源城市污水水质特征，有机物浓度低( c o d 2 0 0 m g l ) ，碳氮比较较低( c o d t n - 去除率3 掌 图3 7 ( 3 ) 曝气量为1 4 2 m 3 h m 3 ，t n 去除效果 f i g 3 7 ( 3 ) t nr e m o v a le f f e c to fl s s d pi n1 4 2m 3 h a t m 3 e 史 瓣 缝 稍 图3 7 呈现了3 种不同曝气量工况下，反应器的脱氮效果。对比3 个效果图可 以看出，在试验期间，3 种运行工况下，除1 拌工况外，2 拌和3 撑工况下出水t n 浓 度均较为稳定。 当曝气量为0 7 1 m 3 l h m 3 时，即为1 捍工况，试验期间进水t n 浓度范围为 2 5 5 3 9 i m g m ，出水浓度范围为9 6 - 2 0 7 m g l ，出水平均浓度约为1 4 3 m l ，去 除率仅为5 0 8 ，大部分出水都不能达到一级a 标。从图3 6 ( 2 ) 可以看出，当 曝气量为1 0 m 3 h m 3 时，即为2 # i 况，试验阶段进水t n 浓度范围2 6 7 - 3 8 3 m g l ， 出水氨氮浓度范围8 0 1 4 3 m g l ，平均出水浓度为1 1 8 m g m ，稳定达到一级a 标， 平均去除率约6 2 8 ，t n 的去除效果好，t n 去除率普遍高于1 群和3 # i 况。从图 3 6 ( 3 ) 可以看出，当曝气量为1 4 2 m 3 h m 3 时，即为3 # i 况，试验阶段出水t n 浓度范围8 。4 1 8 2 m g l ，平均出水浓度为1 5 m g l ，平均去除率约为5 3 4 。 对比3 种运行工况，并结合不同工况下d o 分布图，分析各工况下反应器脱氮 效果，l # i 况由于曝气量最小，但硝化能力受阻，影响反效果过程的进行。3 # i 况由于曝气量过大，有机物被彻底氧化，造成在缺氧段由于缺乏碳源而反硝化受 阻。2 # 3 2 况下由于曝气量较小，直到后好氧段结束前半小时才开始攀升，系统中 的有机物在前好氧段未被彻底分解而有一定的碳源用于反硝化，得到较好的t n 去 除率。 因此，对于低碳源污水处理系统，曝气量对脱氮效果的影响是显著的，合适 的曝气程度可以有效的利用有限的有机物。 氮的转化途径分析 l s s d p 反应器改变了传统污泥外循环方式，将污泥外循环前置与周期始端， m知跚印如如如o ”如如巧如i二如s o 重庆大学硕士学位论文 达到强化反硝化除磷的目的。为研究反应器前置污泥外循环后，氮的转化过程以 及反硝化除磷功能是否得以实现，试验对不同曝气量下典型周期的n h 3 n 、 n 0 2 - n 、n 0 3 - n 、t n 等指标进行了跟踪检测，如图3 8 、图3 9 、图3 1 0 、图3 1 1 ， 图中1 j | 表示曝气量为0 7 1 m 3 h m 3 工况，2 j 6 f 表示曝气量为1 0 m 3 h m 3 工况，3 撑表示 曝气量为1 4 2 m 3 h m 3 工况。 j 瓷 要 腻 撅 蔷 毒 瑙 蠖 苔 运行时间r a i n 卜1 # 粘2 # r 3 # 图3 8 n h 3 n 典型周期变化 f i g 3 8 v a r i e t yo f n h 3 一ni nt y p i c a lp e r i o d s 运行时间m i n 1 群* 2 岸1 卜3 撑 图3 9 t n 典型周期变化 f i g 3 9 v a r i e t yo ft ni nt y p i c a lp e r i o d s 。一竺三，聋不同曝气量条件下，氨氮在某周期内的变化过程，l 存、2 群、3 群t 翔；址 水氨氮浓度分别为2 3 8 m g l 、2 2 7 m g l 、2 4 9 m g l ，进水浓度差异不大。从- - t - 图1 j t a , 中m l 3 l s s d p 反应器同步脱氮除磷优化试验 可以明显看到，3 个工况下氨氮浓度变化曲线类似，i # s i z 况与2 群、3 群差异较为明 显。在前缺氧段，l # i 况在0 时刻氨氮浓度最高，约1 0 3 m g l 。与其他两个工况 相比，该工况存在上周期氨氮硝化不完全的问题，导致氨氮在系统中累积，在整 个周期运行过程中，氨氮浓度始终保持一个较高的水平，出水浓度为1 2 1 m g l ， 硝化过程受阻，同时由于d o 浓度低，硝化速率也是最小的。2 撑和3 撑工况在前缺 氧段氨氮浓度均低于1 m l ，并接近0 m g l ，且变化不大，保证了进水后，污水中 的氨氮浓度在进入反应器后直接降至一半，有利于反应器氨氮的去除。2 撑和3 群工 况在如图所示的运行周期第一好氧阶段，硝化速率较快，而后好氧硝化速率明显 减慢，且反应速率相差不大。原因在于进水后，混合液氨氮浓度较高，硝化菌群 利用氨氮是以高f m 的模式，因此硝化速率很快。虽然3 # 1 i i 况曝气量比2 # i 况大， 但是第一好氧段d o 浓度分布差别不大，是导致二者硝化速率接近的原因。第一 段好氧结束后氨氮浓度均降至2 5 m g l 以下，硝化效果良好。 1 拌、2 撑、3 # i 况进水t n 浓度分别为3 1 5 m g l 、3 1 8 m g l 、3 1 9 m g l ，c n 比 分别为4 - 3 、4 5 、4 1 ，进水差异不大，。从图3 9 可以看出，在进水t n 浓度相差 不大的情况下，出水浓度分别为1 6 5 m g l 、1 2 6 m g l 、1 4 5 m g l ，3 种工况下t n 的去除效果相去甚远。在2 舟、3 # 工况下，前缺氧段t n 浓度迅速下降，发生了反 硝化现象，为了考察t n 下降的内在原因，试验对3 种工况下n 0 2 。- n 、n 0 3 。- n 进 行跟踪检测。 毫 姜 彳 莹 运行时间m i n 一1 fx 一2 拌一3 拌 图3 1 0n 0 2 - - n 典型周期变化图 f i g 3 10 v a r i e t yo fn 0 2 一ni nt y p i c a lp e r i o d s 一里壅奎兰堡主兰堡笙奎 一 一一 蛊 要 彳 至 运行时间h i m c 一1 ：【- x - - 2 # 签r 3 # 图3 1 1n o f - n 典型周期变化 f i g 3 11 v a r i e t yo fn 0 3 - ni nt y p i c a lp e r i o d s 从图3 1 0 可以看出，只有l 群工况由于d o 水平较低，出现了n 0 2 n 的积累， 2 群和3 工况n 0 2 - - n 的浓度均在0 1 m g l 以下。 如图3 1 1 所示，对比3 个工况下典型周期n o f - n 浓度变化情况，明显可以看 出，1 群当曝气量较小时，反应器中n 0 3 - - n 浓度呈现较低的浓度水平，比2 拌和3 拌 低得多，结合氨氮周期变化，我们可以确定，n 0 3 - n 浓度一直不高主要是由于硝 化作用受阻，硝化产生的n o f - n 相对较少，再加上缺氧段的反硝化作用，使得 n 0 3 。- n 浓度进一步降低。2 j f 和3 撑工况n 0 3 - - n 浓度变化曲线近似，在前缺氧段出 现了反硝化现象，主要是由于在0 时刻，释磷污泥回流到主体s b r 的同时，携带 了大量的内碳源，微生物在极度饥饿的状态利用内碳源进行反硝化，实现了前置 反硝化过程，反硝化吸磷的反硝化现象得以实现。随着3 0 m i n 时刻反应器中n 0 3 - - n 浓度被大量稀释，此时反应器中n 0 3 - - n 浓度接近0 m g l ，因此在进水阶段，不会 由于上周期积累的残余中n o f - n 而造成有机物的消耗，在该厌氧段，有机物主要 被用于厌氧释磷，和外碳源有机物向内碳源的转化。对比2 撑、3 拌工况下第二缺氧 段n 0 3 一n 浓度变化，我们可以发现，在相同的缺氧时间内，2 拌反硝化速率大于3 反硝化速率，而在后好氧段浓度均变化不大。结合d o 分布、氨氮、t n 和c o d 周期变化分析，在第二缺氧段。2 工况，有机物在合适的d o 条件下被微生物合 理利用，反硝化效果良好，因此在该阶段2 撑反硝化速率更高。在后好氧段，3 # i 况下反应器中已经没有更多的氨氮转化为n 0 3 - n ，因此后好氧段n 0 3 - n 而浓度基 本稳定；而2 存在后好氧段硝化的同时发生了反硝化过程，氨氮减少量为4 5 9 m g l ， n 0 3 一n 而增加量为3 1 7 m g l ，由此可见n 0 3 - n 的增加量明显少于氨氮的转化量， 3 l s s d p 反应器同步脱氮除磷优化试验 可以推断，在该阶段发生了同时硝化反硝化作用。 从不同曝气量下反应器中各种氮的变化规律来看，曝气量对l s s d p 反应器中 脱氮方式有着较大的影响。 曝气量对脱氮方式多元化的影响 根据氮的转化途径分析，不同脱氮方式的脱氮量及脱氮速率见表3 3 。 表3 3 不同脱氮方式的脱氮量和脱氮速率 t a b l e3 3t h er e m o v a lq u a n t i t ya n dv e l o c i t yo f t ni nd i f f e r e n tt nr e m o v a lw a y s 1 2 0 1 0 0 量8 0 辑 蓑6 0 4 0 2 0 0 l 撑2 存3 群 图3 1 2 ( a ) 脱氮方式贡献率图 f i g 3 1 2 ( a ) t h ec o n t r i b u t i o nr a t eo f d i f f e r e n tt nr e m o v a lw a y s l 群2 拌3 捍 图3 1 2 ( b ) 不同脱氮方式脱氮量 f i g 3 1 2 ( b ) t nr e m o v a lq u a n t i t yo f d i f f e r e n tt nr e m o v a lw a y s 不同曝气量典型周期不同阶段的脱氮方式不同，脱氮方式主要包括前缺氧反 硝化( 前缺氧段) 、反硝化( 厌氧段、缺氧段、沉淀段) 、s n d ( 好氧段) 。在进水 t n 和c n 差异不大的情况下， 各阶段脱氮速率有明显差异。对于前缺氧段，3 j ! j ! 脱氮速率最大，主要原因在于在曝气量较大时，反应器中累计的n 0 3 一- 1 4 浓度均大 3 9 0 8 6 4 2 o 、罱ui、n上 重庆大学硕士学位论文 于1 群和2 拌，更有利于释磷污泥回流后，利用残留的n 0 3 - n 进行反硝化；受曝气 量的影响在厌氧段、好氧段、缺氧段，2 捍脱氮速率最大；由于混合液中或菌胶团 内碳源的消耗，曝气量较低l # i 况在后好氧段和沉淀段脱氮速率反而超过2 拌和3 群， 不同脱氮方式的贡献见图3 1 2 ( a ) 、( b ) 。 从图3 1 2 可以看出，1 群仅有2 种脱氮方式，以全程反硝化为主，s n d 为辅， 2 撑和3 荐同时具备了3 种脱氮方式，2 存工况下，反应器中脱氮方式贡献率较为平均， 前缺氧反硝化、全程反硝化和s n d 分别占3 0 9 、3 3 3 、3 5 8 ；而3 由于曝气 量过大，进水中碳源消耗过快，脱氮方式以前缺氧脱氮为主，约占4 5 9 ，全程反 硝化和s n d 辅助脱氮，但从释磷池回流的内碳源有限，又限制了前缺氧反硝化的 持续进行。虽然3 撑工况前置反硝化贡献率最大，但从脱氮量分析，在进水水质相 差不大的情况下，2 襻脱氮量最大，3 撑曝气量继续增大后，全程反硝化和s n d 脱氮 量受到曝气量的影响，由于反应器中有机物的限制，脱氮量远小于2 群。因此曝气 量对l s s d p 主体s b r 中前缺氧反硝化脱氮影响显著，同时影响脱氮方式的贡献 分配。在l s s d p 反应器中，由于回流内碳源有机物的限制，脱氮不能全部由前缺 氧反硝化来实现，因此合理的脱氮方式分配在该系统中尤为重要。 3 1 5 除磷效果分析 曝气量对主体反应器除磷能力的影响 不同曝气量工况下t p 进出水及去除率变化见图3 1 3 。试验期间，3 个曝气量 工况下均连续稳定运行2 5 天，每天跟踪监测进出水t p 浓度。 o5 1 01 52 0 运行时间 + 进水l 弃+ 出水1 毒- - 去除率l 毒 图3 1 3 ( 1 ) 曝气量为0 7 1 m 3 h m 3 ，t p 去除效果 f i g 3 1 3 ( i ) t pr e m o v a le f f e c to f l s s d pi no 7 1m 3 h m 3 善 瓣 笾 峭 加如踟如如如如如均o o o o o o o o 0 7 6 5 4 3 2 l o dw昌菌一 3 l s s d p 反应器同步脱氮除磷优化试验 o51 0 1 52 02 5 运行时间m + 迸水2 雾+ 出水2 掌_ - 去除率3 雾 图3 1 3 ( 3 )曝气量为1 4 2 m 3 h m 3 ，t p