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第61卷 第4期 化 工 学 报 Vol161 No14 2010年4月 CIESC Journal April 2010 研究论文 改良UCT分段进水脱氮除磷工艺 性能及物料平衡 葛士建1 彭永臻1 张 亮2 王希明1 王淑莹1 1北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复重点实验室 北京100124 2 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室 黑龙江 哈尔滨150090 摘要 采用改良UCT分段进水试验装置研究了该工艺处理实际生活废水的脱氮除磷性能 建立了该系统碳 COD 氮 磷的物料衡算公式 并以稳态条件下试验数据为基础分析评价了各指标的物料分布情况 结果表 明 工艺出水水质稳定 抗冲击负荷能力较强 平均出水COD 总氮 总磷含量分别为4315 8151 0129 mg L 1 满足国家城镇生活污水一级A排放标准 此外 根据建立的物料衡算公式及工艺各反应区污染物指 标的转化途径分析发现 高达6711 的反硝化脱氮作用 包括缺氧反硝化和好氧同步硝化反硝化 是该工艺深 度脱氮的根本原因 系统反硝化和释磷过程利用的COD占总去除量的6211 体现了该工艺充分利用原水碳源 的优势 氮素和COD的平衡率均高达9918 证明了所建立的公式的有效性 系统对磷的去除主要依赖于排放 的剩余污泥 占总量的7117 关键词 分段进水 脱氮除磷 UCT 物料平衡 中图分类号 X 70311 文献标识码 A文章编号 0438 1157 2010 04 1009 09 Performance and material balance of modified UCT step feed enhanced biological nitrogen and phosphate removal process GE Shijian1 PENG Yongzhen1 ZHANG Liang2 WANG Ximing1 WAN G Shuying1 1Key L aboratory of Beijing f or Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering Beijing University ofTechnology Beijing100124 China 2 State Key L aboratory of Urban Water Resource and Environment Harbin Institute ofTechnology Harbin150090 Heilongjiang China Abstract The removal of wastewater nutrients in the modified UCT step feed process was investigated when treating municipal wastewater1Based on experimental data under steady2state conditions the equations for calculating material balances of COD nitrogen and phosphate were established1These three material distributions in the system were also evaluated1The results indicated that with stable effluent quality and good capacity of resistance to shock load the effluent concentrations of COD TN and TP were 4315 8151 0129 mg L 1 on average respectively which the first level A discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant was met1Furthermore according to calculation equations and transformation pathways of nutrients it was found that approximately 6711 of nitrogen 2009 10 16收到初稿 2009 11 19收到修改稿 联系人 彭永臻 第一作者 葛士建 1987 男 博士研 究生 基金 项 目 国 家 十 一 五 重 大 科 技 专 项 课 题 2008ZX073142008201 2008ZX0731720072105 北京市教委科技 创新平台项目 PXM2008014204050843 2008年中韩环境共 同技术研究项目 Received date 2009 10 16 Correspondingauthor Prof PENGYongzhen pyz bjut1edu1cn Foundation item supported by the National Key Science and Technology Special Projects 2008ZX073142008201 2008ZX073172 0072105 the Project of Scientific Research Base and Scientific Innovation Platform of Beijing MunicipalEducation Commission PXM2008014204050843 and the Korea2China Joint Research Project on Environmental Technology was successfully removed during the denitrification process including anoxic denitrification process and simultaneous nitrification and denitrification SND process which greatly contributed to high nitrogen removal efficiency1COD consumed in the denitrification and phosphate release process accounted for 6211 which embodied the advantage of sufficient utilization of influent carbon sources1Both nitrogen and CODbalanceratioswereashighas9918 whichconfirmedthevalidityofequations established1Phosphate removal was mainly achieved by the discharge of excess sludge accounting for 7117 of the total Key words step feed nitrogen and phosphate removal UCT material balance 引 言 通过调整A2 O工艺 anaerobic anoxic oxic 厌氧池 缺氧池和好氧池的体积分配比以及各功能 区的布置结构 以提高A2 O污水生物处理工艺的 脱氮除磷性能 这在一定程度上改善了该工艺的脱 氮除磷能力 但这些改进措施及变种工艺都需要高 能耗的硝化液内回流设施 或者通过投加甲醇等外 碳源提高反硝化脱氮作用以满足日益严格的排放标 准 因此药剂费用等限制了传统A2 O及其相应变 种工艺的实际应用 123 连续流分段进水工艺一般 由多个A2 O或A O anoxic oxic 段串联组合 而成 工艺采用各段缺氧区或厌氧区多点进水的方 式 不设置硝化液内回流设施 只需将二沉池污泥 回流至反应器首段 4 Chang等 5 以人工合成废水 为对象 采用厌氧 好氧 缺氧 好氧的二段式分段 进水运行模式 探讨了3种进水流量分配比条件下 的工艺的去碳脱氮除磷效果 G rg n等 6 采用数 学模型模拟分段进水工艺 结果表明当工艺采用三 段式时系统出水水质最佳 而且所需反应器容积最 小 Vaiopoulou等 729 采用三段分段进水工艺处理 希腊某城市生活废水 水力停留时间9 h 进水流 量4 L h 1 研究发现当各段进水比例为60 25 15 时 系统对各污染物去除效率最高 达 到欧盟污水排放标准 Zhu等 10212 研究了优化四段 分段进水工艺性能的运行参数 分析并解释了系统 发生同步硝化反硝化现象的原因 而且建立了工艺 的模糊控制策略 本研究提出的改良UCT分段进水深度脱氮除 磷工艺是UCT工艺 University of Capetown 和 分段进水策略的联合应用 连续一年的运行试验发 现系统存在显著的同步硝化反硝化和反硝化除磷现 象 并且采用各段厌氧区和缺氧区按比例进水的策 略 更能充分利用原水碳源的优势 为该工艺实现 深度脱氮除磷提供了强有力的保障 Nowak等 13 认为 研究活性污泥法系统的碳 COD 氮 磷 的物料衡算 有助于更好地理解和分析工艺系统有 机物和营养元素的分布变化情况 Barker等 14 研 究了好氧系统 缺氧系统 缺氧 好氧系统和厌氧 缺氧 好氧系统4种系统的碳 COD 和氮的物料 平衡情况 为充分理解和把握改良UCT分段进水 工艺系统特性 本文首次建立了分段进水工艺的碳 COD 氮 磷的物料衡算公式 并且以稳态运 行条件下的试验数据为基础 分析了改良UCT分 段进水工艺碳 COD 氮和磷的物料走向及平衡 情况 以期为评价试验数据的可靠性以及建立工艺 的数学模型参数提供依据和指导 1 材料和方法 111 试验装置 中试试验装置由初沉池 水箱 主体反应器和 二沉池组成 图 1 主反应器有效容积340 L 有 机玻璃材质 尺寸50 cm 60 cm 125 cm 由1 个厌氧区和3个连续交替缺氧区 好氧区组成 系 统采用电磁式空气压缩机曝气 以黏砂块为微孔曝 气器 转子流量计调节曝气量 进水及污泥回流通 过蠕动泵控制 竖流式二沉池由有机玻璃制成 上 部沉淀区呈圆柱形 直径为50 cm 污泥斗为截头 倒锥体 倾角为60 总高度为90 cm 容积为88 L 采用中心进水 周边三角堰出水方式 夏季在 室温下运行 冬季由热交换器保持恒温22 左右 工艺运行条件 日处理量1102 m3 d 1 三 段进水流量分配比为4 3 3 水力停留时间为 8 10 h 污泥龄为10 d左右 第一段混合液回流 比为100 污泥回流比为50 100 112 试验材料及分析方法 硝态氮采用麝香草酚光度法测定 亚硝态氮采 0101 化 工 学 报 第61卷 用N2 1 2萘基 2乙二胺光度法测定 COD采用 5B22型COD快速测定仪测定 污泥浓度MLSS采 用滤纸称重法测定 挥发性污泥浓度MLVSS采用 马弗炉灼烧重量法测定 凯氏氮采用凯氏氮测定仪 测定 p H ORP DO和温度均采用WTW p H Oxi340i测定仪在线监测 2 改良UCT分段进水工艺物料衡算 理论分析 211 氮平衡计算分析方法 改良UCT分段进水深度脱氮除磷工艺的氮平 衡分析如图2所示 根据工艺特点 首先以第 段 为对象进行氮元素的物料衡算 那么该段缺氧区 NH 42N NO x2N物料平衡式为 Q S0 N H 4 2N QR max 1 1 Q S 1 N H 4 2N QR max 1 Q S A O N H 4 2N S N H 4 2N anoxic Q S0 NO x 2N QR max 1 1 Q S 1 NO x 2N QR max 1 Q S A O NO x 2N S NO x 2N anoxic 1 式中 Q 为进水流量 m3 d 1 表示段数 1 2 3 取整数 QR为污泥回流流量 m3 d 1 S NH 4 2N为第 段好氧区出水NH 42N浓度 mg L 1 S A O NH 4 2N为第 段从缺氧区进入好 氧区的NH 42N浓度 mg L 1 S NO x 2N为第 段 好氧区出水NO x2N浓度 S A O NO x 2N表示第 段 从缺氧区进入好氧区的NO x2N浓度 NO x2N NO 32N NO 22N mg L 1 S NH 4 2N anoxic为第 段 缺 氧 区 的N H 42N去 除 量 g d 1 S NO x 2N anoxic为第 段缺氧区反硝化掉的NO x2N 量 g d 1 对第 段的好氧区进行的NH 42N NO x2N TKN物料计算见式 2 试验中发现该工艺好氧 区发生明显的同步硝化反硝化现象 simultaneous nitrification and denitrification SND 因此好氧 区通过SND途径去除的氮量可以由式 3 计算求 得 QR max 1 Q S A O N H 4 2N QR max 1 Q S N H 4 2N S N H 4 2N oxic QR max 1 Q S A O NO x 2N QR max 1 Q S NO x 2N S NO x 2N oxic 1101 第4期 葛士建等 改良UCT分段进水脱氮除磷工艺性能及物料平衡 QR max 1 Q S A O TKN QR max 1 Q S TKN S TKN oxic 2 S SND oxic S TKN oxic S NO x 2N oxic S N H 4 2N assimilation 3 式中 S NH 4 2N oxic为第 段好氧区的N H 42N氧化 去除量 g d 1 S NO x 2N oxic为第 段好氧区 NO x2N的变化量 g d 1 S TKN oxic为第 段好 氧区TKN的变化量 g d 1 S SND oxic为第 段 好氧区通过SND现象 去除的 氮 量 g d 1 S NH 4 2N assimilation为第 段系统微生物同化作用消耗 的氮量 其值可根据下文中剩余污泥中氮含量式 7 计算求得 g d 1 因为该工艺第1段设置了厌氧区 所以单独以 第1段的厌氧区氮元素的转换机理为研究对象 该 段厌氧区氮平衡可以通过式 4 得到 Q1S0 N H 4 2N QrS A O 1 N H 4 2N Q 1 Qr S A O 1 N H 4 2N S1 N H 4 2N anaerobic Q1S0 NO x 2N QrS A O 1 NO x 2N Q 1 Qr S A O 1 NO x 2N S1 NO x 2N anaerobic Q1S0 TKN QrS A O 1 TKN Q 1 Qr S A O 1 TKN S1 TKN anaerobic 4 式中 Qr为第1段从缺氧区回流到厌氧区的流量 m3 d 1 S1 NH 4 2N anaerobic为第1段厌氧区的NH 42 N去除量 g d 1 S1 NO x 2N anaerobic为第1段厌氧 区反硝化掉的NO x2N量 g d 1 S1 TKN anaerobic 为第1段厌氧区反硝化掉的NO x2N量 g d 1 综上所述 系统通过反硝化去除的氮为 SDN N S1 NO x 2N anaerobic max 1 S NO x 2N anoxic max 1 S SND oxic 5 系统出水中氮含量为 Sef f N max 1 Q QW S ef f NO x 2N Sef f TKN 6 系统排放的剩余污泥中氮含量 SW N XWfQWfNV 7 f XW XV 8 式中 XW XV分别为剩余活性污泥浓度及挥发性 污泥浓度 mg L 1 QW为污泥排放量 m3 d 1 fNV为活性污泥中氮的含量系数 g N g VSS 1 取011 g N g VSS 1 15 212 磷平衡计算分析方法 生物处理系统中磷的去除途径相对简单 主要 包括活性污泥微生物的释磷和超量吸磷过程 没有 各种化合态磷物质的相互转化 磷酸盐从污水水相 转移至污泥相 最终以剩余污泥的形式排出系统从 而实现除磷目的 因此关于磷的物料平衡仅涉及液 相和固相两种相态 无法列出系统各个功能区磷反 应前后的平衡方程 所以只能以整个系统为研究对 象 图3 根据进入系统的磷总量等于系统出水 以及剩余污泥中的磷之和的关系 得出磷的平衡方 程式 9 式 10 Sinf P Sef f P SW P 9 即 max 1 Q S0 TP max 1 Q QWSef f TP QWXWfPV 10 式中 fPV为剩余污泥中TP占污泥干重的比例 取3 15 213 碳平衡分析方法 活性污泥系统中的碳指标一般用COD间接表 示 因此关于系统碳平衡分析过程可以用系统中 COD的质量变化情况描述 具体的流程中流量及 COD分布情况如图4所示 图3 改良UCT分段进水深度脱氮除磷工艺的磷平衡 Fig13 Phosphate mass balance of modified UCT step feed process 2101 化 工 学 报 第61卷 图4 改良UCT分段进水深度脱氮除磷工艺的COD平衡 Fig14 COD mass balance of modified UCT step feed process 本文以第 段为对象进行有机物COD的物料 衡算 对缺氧区和好氧区中COD进行物料计算 分别见式 11 式 12 第1段厌氧区的物料平 衡计算见式 13 Q S0 COD QR max 1 1 Q S 1 COD QR max 1 Q S A O COD S COD anoxic 11 QR max 1 Q S A O COD QR max 1 Q S COD S COD oxic 12 Q1S0 COD QrS A O 1 COD Q 1 Qr S A O 1 COD S1 COD anaerobic 13 式中 S COD为第 段好氧区出水COD浓度 mg L 1 S A O NH 4 2N表示第 段从缺氧区进入好氧区 的COD浓度 mg L 1 S COD anoxic为第 段缺 氧区反硝化利用的COD量 g d 1 S COD oxic为 第 段好氧区氧化去除的COD量 g d 1 S1 COD anaerobic为第1段厌氧区聚磷菌利用的COD 量 g d 1 因此 进入系统原水中有机物COD以CO2形 式排出系统的量为 SCO2 COD S1 COD anaerobic max 1 S COD anoxic max 1 S COD oxic 14 系统出水中有机物COD含量为 Sef f COD max 1 Q QW S ef f COD 15 系统排放的剩余污泥中有机物COD含量为 SW COD fXWQWfCV 16 式中 fCV为活性污泥中有机物COD的化学计量 系数 g COD g VSS 1 取1148 g COD g VSS 1 16 3 分段进水工艺各污染物物流情况 311 连续流改良UCT分段进水工艺运行性能 该工艺以某脱氮除磷中试基地 日处理量为 100 m3 d 1 初沉池出水为原水 连续运行3个 月左右 进出水水质见表1 表中各污染物数据均 为3个月试验的平均值 试验发现 虽然系统实际 生活污水水质时变化量和日变化量波动较大 图 5 但系统出水水质稳定 系统抗冲击负荷能力较 强 平均出水有机物COD含量为4315 mg L 1 去除率高达8410 硝化能力显著 出水TN以 NO 32N为主 远远低于国家城镇生活污水一级A 排放标准要求 而系统经过第一段厌氧生物选择区 的充分释磷以及后续缺氧区反硝化除磷和好氧吸磷 过程 最终出水TP为0129 mg L 1 实现了同 步高效脱氮除磷 分析原因 改良UCT分段进水工艺能够实现 深度脱氮除磷 主要在于系统各功能区布置合理和 各段厌氧区或缺氧区进水策略的运用 首段厌氧生 物选择区ORP维持在 375 220 mV 聚磷菌 利用部分进水有机物碳源充分放磷 同时合成储存 PHB 而二沉池回流污泥只提升至首段缺氧区 减弱回流污泥混合液携带的硝酸盐对放磷反应的干 扰作用 首段缺氧区反硝化聚磷菌 denitrification phosphate accumulation organisms DNPAOs 利 用进水剩余有机物碳源完成缺氧反硝化除磷 出水 直接流入好氧区 试验发现至好氧区第一格室 COD基本在30 80 mg L 1之间 只剩余极少量 的有机物碳源 因此好氧区主要进行氨氮的硝化反 应和好氧吸磷过程 而第一段好氧区的硝化液直接 进入第二段缺氧区利用进水碳源进行反硝化脱氮 后续好氧区和第三段各功能区同第一段 综上所 述 该工艺最大程度地利用了原水有机物碳源 特 别适用于处理低C N比城市生活污水 图6为一 3101 第4期 葛士建等 改良UCT分段进水脱氮除磷工艺性能及物料平衡 表1 改良UCT分段进水深度脱氮除磷工艺运行情况 Table 1 Performance of modified UCT step feed BNR process Item COD mg L 1 NH 42N mg L 1 NO 22N mg L 1 NO 32N mg L 1 TN mg L 1 PO3 42P mg L 1 TP mg L 1 mean influent308 172 5110 181 8 0107 01 32 0191 11 39 5219 171 1 3192 51 49 6143 61 22 mean effluent4315 201 3 0125 01 53 1117 31 51 7111 101 6 8151 51 74 0118 01 77 0129 01 81 first A discharge standard 505 15 015 个月内各污染物指标沿程变化的平均浓度 作为下 文物料衡算的数据 312 系统氮的质量分布 根据式 1 可得改良UCT分段进水工艺流 程中氮元素的物流情况 表2 由于试验用水 TKN含量较低所以本文氮平衡计算忽略TKN浓 度 由表2可知 原水按照一定比例分别进入系统 各段缺氧区 导致系统后续各段反应器的水力停留 时间减少 因此氨氮负荷随沿程逐渐增加 但第一 段好氧区出水NH 42N浓度仅为0156 g d 1 而 后两段几乎实现了NH 42N的完全氧化 充分说明 了系统活性污泥具有良好的硝化性能 分析沿程氧 化态氮的变化过程可以发现 缺氧区反硝化掉的氧 化态氮量与原水进水比例呈良好的相关性 第二段 缺氧区氧化态氮去除量最多 达7173 g d 1 而 第三段缺氧区由于水力停留时间过短导致反硝化率 仅为5510 此外 分析比较各段好氧区N H 42N 去除量和NO x2N增加量的差值 表2最右侧数据 可以发现 好氧区发生明显的氮损失现象 初步分析 系统存在同步硝化反硝化反应 详细计算见下文 4101 化 工 学 报 第61卷 表2 改良UCT分段进水工艺各段氮平衡分析 Table 2 Nitrogen balance analysis of modified UCT step feed process Stages Inflow L d 1 NH 42N Influent g d 1 Effluent g d 1 Removal g d 1 Removal efficiency NO x2N Influent g d 1 Effluent g d 1 Variation g d 1 Denitrification efficiency Nitrogen removals in oxic basin g d 1 firstAN8162713241621709189018501480137 DN181624161910516020154193019041038117 N1918191101561815671801917195 7106 1114 secondDN2132622182118110041398142016971739118 N21326211802118951601691013 9161 1212 thirdDN3163216171514113071781017418151895510 N31632151401514921241811117 6189 8154 settlerSET1632000 1117111501201171 NO x2N NO 32N NO 22N minus denotes increasement of oxidized nitrogen in oxic basins Note AN anaerobic basins DN anoxic basins N oxic basins SET settler1 表3 氮物料平衡 Table 3 Material balance for nitrogen Item Inflow Sinf N Outflow SDN NSSND NSeff NSW N nitrogen5712 g d 11812 g d 12012 g d 16199 g d 11118 g d 1 proportion100 3118 3513 1212 2016 total5712 g d 15711 g d 1 nitrogen balance9918 outflow inflow 图6 改良UCT分段进水工艺各污染物 指标沿程变化情况 Fig16 Variations of pollutants along stages of modified UCT step feed process 对于改良UCT分段进水工艺系统 污水中携 带进入系统的氮主要通过5种途径最终排出系统 分别为系统出水 剩余污泥 缺氧区和厌氧区的反 硝化转化为氮气 好氧区同步硝化反硝化途径以及 微生物细胞同化作用消耗 根据式 2 式 6 分别计算各部分氮的转化关系 表 3 系统有 6711 的氮通过反硝化去除掉 远远高于传统脱氮 除磷工艺的脱氮效率 Wentzel等 17 对UCT工艺 物料衡算发现系统仅有4015 的反硝化脱氮 其 中各段好氧区SND贡献3513 因此如何在保证 工艺硝化效果的条件下 最大程度地强化SND脱 氮作用是进一步提高分段进水工艺深度脱氮的重 点 由于系统一直维持较高的污泥浓度 所以从系 统剩余污泥中排放的氮不容忽视 20 16 而出 水中氮含量仅占1212 因此该工艺在无外碳源 的条件下实现了生活污水的高效深度脱氮 313 系统磷酸盐的质量分布 进入系统的磷经过释磷和吸磷生化反应过程 一部分磷随出水离开系统 另一部分以剩余污泥的 形式排出 系统出水磷含量为 Mef f TP 1632 15 0176 1123g d 1 剩余污泥中磷含量为 MW TP 11626 15 3 5123g d 1 进入系统的磷含量为 M0 TP 1632 41465 7129g d 1 系统磷平衡为 P 1123 5123 7129 100 8816 图7为进入系统的磷经过一系列生化过程后的 分布 可见工艺对磷的去除主要通过剩余污泥的排 5101 第4期 葛士建等 改良UCT分段进水脱氮除磷工艺性能及物料平衡 图7 系统磷流出分布情况 Fig17 Phosphate output distribution in system 放 占总 量 的7117 而 总的 磷平 衡 值 仅 为 8816 这可能是由于计算过程中污泥磷含量按经 验值3 计算而导致磷的平衡有1114 的余差 314 系统COD质量分布 根据有机物物料衡算式 11 式 13 计算 分段进水工艺系统有机物具体走向 见表4 由表 4中COD流入量可以观察到 系统COD流入量主 要由各段厌氧区或缺氧区进水分配量决定 以第二 段最多 此外 流入各段的COD主要在厌氧区和 缺氧区被聚磷菌 反硝化聚磷菌和反硝化菌等微生 物有效利用 而好氧区异养菌对有机物的好氧氧 化量较少 好氧去除量仅占各段有机物流入量的 6191 7198 充分体现了分段进水工艺由于采 用了分点进水策略可以最大程度利用原水有机物的 优势 由表4可知 前两段厌氧区和缺氧区有机物 去除量较大 分别占本段有机物流入量的7612 和7014 而第三段缺氧区有机物去除量为9218 g d 1 仅占6012 这主要是由第三段水力停 留时间过短和碳源不足所致 改良UCT分段进水工艺系统对进水有机物 COD的去除作用主要通过以下3种生化过程 聚磷菌和反硝化菌生化反应利用和好氧异养菌氧 化 以CO2气体形式排出系统 系统出水携带 COD 剩余污泥排放的COD 根据式 14 式 16 可以得到相应的COD值 见表5 系统 反硝化过程和释磷过程利用的有机物占总去除量的 6211 远远高于传统UCT工艺的4516 表明 采用缺氧区分段进水策略大大提高了对原水碳源的 利用率 则工艺出水COD比例微乎其微 对比流 出系统与流入系统的有机物比值 即COD平衡值 可以看出 本工艺平衡值9918 高于UCT 67 10 8917 和MUCT工 艺 60 17 8716 13 这 主 要 是 计 算 方 法 不 同 造 成 的 Wentzel等 16 没有考虑好氧区对有机物的去除量 同时也证明了本文提出的物料衡算公式的正确性 表4 改良UCT分段进水工艺各段COD平衡分析 Table 4 COD balance analysis of modified UCT step feed process Stage COD inflow g d 1 COD outflow g d 1 Removal amount g d 1 Removal efficiency Influent flow L d 1 Each stage influent flow distribution L d 1 firstAN13919541085196114816306 DN17313491723161418816 N14917381711106191918 secondDN21881455181321670141326408 N255184119131971381326 thirdDN3154126114921860121632612 N361144911121371981632 settler49115115 0160 1632 表5 COD物料平衡 Table 5 Material balance for COD Item Inflow Sinf COD Outflow SDN CODSeff CODSW COD COD59819 g d 137211 g d 13115 g d 117515 g d 1 proportion100 6211 5126 2913 total59819 g d 157911 g d 1 COD balance9918 outflow inflow 6101 化 工 学 报 第61卷 4 结 论 1 通过对系统碳 COD 氮 磷的具体转 化途径的理论分析 推导并建立了改良UCT分段 进水深度脱氮除磷工艺的物料衡算公式 为评价试 验数据的有效性以及建立工艺的数学模型参数提供 依据和指导 2 虽然系统进水为某污水处理厂实际生活废 水 进水水质时变化量和日变化量波动较大 但系 统出水水质稳定 抗冲击负荷能力较强 平均出水 有机物COD含量为4315 mg L 1 去除率高达 8410 而出水TN TP浓度分别为8151 mg L 1和 0129 mg L 1 远远低于国家城镇生活污 水一级A排放标准要求 实现了同步深度生物脱 氮除磷 3 高达6711 的反硝化脱氮作用 包括缺 氧反硝化和好氧同步硝化反硝化 是工艺深度脱氮 的根本原因 系统反硝化和释磷过程利用的COD 占总去除量的6211 体现了该工艺充分利用原 水碳源的优势 此外系统氮素和COD的平衡率均 高达9918 证明了本文建立的公式的有效性 而系统对磷的去除过程主要依赖于排放的剩余污 泥 占总量的7117 References 1 Su J L Quyang C F1Nutrient removal using a combined process with activated sludge and fixed biofilm1Water Science and Technology 1996 34 1 2 4772486 2 Hallin S Lindberg C F Pell M Plaza E Carlsson B1 Microbialadaptation processandasuggestedcontrol strategy in a pre2denitrification system with ethanol dosage1 Water Science and Technology 1996 34 12 88293 3 Wang Xiaolian Peng Yongzhen Wang Shuying Fan Jie CaoXuemei1Influenceofwastewatercompositionon nitrogen and phosphorus removal and process control in A2 O process1Bioprocess and BiosystemsEngineering 2006 28 6 3972404 4 Ge Shijian 葛士建 Peng Yongzhen 彭永臻 Analysis and optimizationcontrolofthecontinuousstepfeed biological nitrogen and phosphate removal process Acta Scientiae Circumstantiae 环 境 科 学 学 报 2009 29 12 246522470 5 Chang H Y Ouyang C F1Improvement of nitrogen and phosphorusremovalintheanaerobic2oxic2anoxic2oxic A O A O process by stepwise feeding1Water Science and Technology 2000 42 3 4 89294 6 G rg n E Artan N Orhon D S zen S1Evaluation of nitrogen removal by step feeding in large treatment plants1 Water Science and Technology 1996 34 1 2 2532260 7 Vaiopoulou E Aivasidis A1A modified UCT method for biological nutrient removal configuration and performance1 Chemosphere 2008 72 7 106221068 8 Vaiopoulou E Melidis P Aivasidis A1An activated sludge treatment plant f