利用双污泥反硝化除磷工艺降低污水处理过程中N

1、利用双污泥反硝化除磷工艺降低污水处理过程中N.20的产生近年來随着城市化和工业化进程的不断提高，低碳氮比(C/N)污水J益增多。然而，传统生物脱氮除磷匸艺由r存在反硝化菌和聚磷菌对碳源竞争的问题,难 以实现低C/N污水的达标处理。反硝化除磷作为一种新型脱氮除磷技术能“一碳两用”，可有效处理低C/N 污水,达到高效脫氮除磷的目的。然而，反硝化除磷过程可产生大最温室气体N20, 因此研究其N20的产生机理和控制方法，为推广反硝化除磷工艺的应用具有重要 意义。本论文构建了双污泥反硝化除磷系统，研究了其处理低C/N城市污水过程中 N20的产生特征，明确了系统中N20的主要产生阶段：探讨了双污泥系统曝气

2、硝 化阶段以及缺氧反硝化除磷阶段N20产生的机理和影响因素，确定了曝气和缺氧 阶段的最佳运行条件：提出了双污泥系统处理低C/N城市污水过程中N20产生的 减最化控制描施,并对减排效果进行了评价。主要研究内容及结果如下：(1)阐明 了双污泥系统中氮、磷的去除效果和N20的产生特征。双污泥系统对低C/N城市污水具有较岛的处理效果，总氮和总磷的去除效率 高达92. 13%和95. 18%。双污泥处理低C/N城市污水过程中有大最N20的产生， 每周期N20产生量占总氮去除的比例高达1.47%；其中曝气阶段、缺氧反硝化除 磷阶段以及后曝气阶段N20产生最占总氮去除的比例分別为0. 86%、0. 41%以

3、及 0. 20% o(2)明确了双污泥系统曝气硝化过程中N20产生的来源，确定了曝气硝化阶 段的最佳D0浓度。双污泥系统曝气阶段N20产生主要來源于|养菌的硝化作用， 其对N20产生的贡献率高达97. 1%,而异养菌的反硝化作用对N20的产生儿乎没 有贡献。DO浓度对曝气阶段N20的产生具有重要的影响，当DO浓度为2.5mg/L时,N20 的产生量最低，其周期产生星只有0. 20mg/Lo (3)揭示了双污泥系统缺氧反硝化 除磷过程中N20产生的机理,确定了可减少缺氧反硝化除磷阶段N20产生的运行 方式。反硝化除磷过程中N20产生的主要原因是,反硝化聚磷菌以胞内聚合物(PHA) 为碳源进行反硝

4、化，导致反硝化酶对电子形成竞争,使氧化亚氮还原酶无法获得 足够的电子将N20还原，并引起亚硝酸盐的积累。连续的硝酸盐投加方式、以丙 酸为碳源,均可明显减少反硝化除磷过程中亚硝酸盐的积累，降低N20的产生。(4)研究了碳源类型对反硝化除磷过程N20产生的影响机制,揭示了以丙酸 为碳源时反硝化除磷过程M20产生量低的原因。碳源类型明显影响了反硝化除磷 过程中N20的产生，以乙酸为碳源时,N20的产生量最高，占总氮去除的16. 32%： 而以混合酸(乙酸和丙酸)和丙酸为碳源时,N20的产生量仅占总氮去除的1.92% 和 0. 43%o丙酸系统N20产生量低的主要原因是，以丙酸为单一碳源，反硝化除磷系统 中不存在反硝化酶对电子的竞争作用，亚硝酸盐和氧化亚氮还原酶的活性不会受 到抑制，不会导致亚硝酸盐的积累。(5)建立了可有效提高氮磷去除效果、降低 N20产生的双污泥系统及其优化控制方案。控制曝气阶段DO条件以及采用丙酸作为碳源，能有效降低双污泥系统N20 的产生，并可实现氮磷的高效去除。构建的双污泥系统出水中的总氮和总磷浓度 分别只有3. 16mg/L和0. 39mg