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1、不同C/N比和污泥回流比对分段进水多级AO工艺处理污水效能的影响摘要：在控制进水量、污泥浓度、污泥龄，溶解氧及试验温度的条件下， 进行多点进水多级A/0工艺处理铁路沿线车站污水的试验研究。实验考察了改 变C/N对出水水质的影响，同时考察了不同的二沉池污泥回流比对系统脱氮除 磷的影响。关键词：多点进水多级A/O去除率脱氮除磷Abstract: Under the conditions of controlling the quantity of water intake, sludge concentration, sludge age, dissolved oxygen, and test t
2、emperature, the experiments ofprocessing the sewage of railway station with multi-point water multi-level A / O technique are conducted. The experiments has investigated the impacts of changing C / N on water quality, as well as the impacts of the sludge reflux ratio of secondary sedimentation tank
3、on nitrogen and phosphorus removal of the system.Key words: multi-point water intake; multi-level A / O; removal rate; nitrogen and phosphorus removal多级A/O工艺是利用活性污泥同时存在好氧、兼氧和厌氧生物菌群的特点, 通过人为控制，在一个处理系统中形成多段A和多段0的生物环境，使A段和 O段按工艺要求进行交替组合。它是若干由缺氧段和好氧段所组成的A/O周期, 最终使污水得到净化的工艺技术1-3。本实验采用多级A/O工艺处理铁路沿线 车站污水，并
4、考察了不同C/N和污泥回流比对出水水质的影响，铁路沿线车站 污水处理提供了技术支持。1材料与方法1.1试验装置试验所采用的多级A/O工艺流程图如下。图1多级A/O工艺流程图多级A/O反应器材质是有机玻璃，由好氧区和缺氧区组成。有效容积共约为 0.36m3，沿宽度方向用有机玻璃板分隔为3个L*B*H=0.2m*0.15m*0.5m的长方 形形槽，沿长度方向每隔0.2m设置一个插槽，以便在试验中用活动插板调整缺氧 区与好氧区的容积比。生化反应池内好氧区段采用微孔曝气，前两级溶解氧浓度 控制在23mg/L范围内，第三级溶解氧浓度控制在4mg/L左右。各级缺氧区安装 一台电动搅拌机，转速约为60r/m
5、in,以保证缺氧区内污泥能够均匀混合。二沉池为竖流式二沉池，由有机玻璃制成，上部沉淀区呈圆柱形，污泥斗为 截头倒锥体，容积为60L。采用中心管进水、周边三角堰出水方式。1.2原水水质及分析方法试验中采用的污水取自铁路沿线某车站污水初沉池。试验过程中原污水水质 如表1所示。表1试验水质情况（mg/L）本试验过程中将对多点进水三级A/O工艺反应器各点水质指标以及活性污 泥进行测定，测定项目及其分析方法如表2所示。表2分析项目与测试方法1.3运行参数试验进行期间是在2012年5月6月份进行，工艺运行参数如下：污泥浓 度维持在2500mg/L4000mg/L；污泥龄是8d；好氧区DO=24mg/L；污
6、泥回 流比R=100%；水温保持在2628C。C/N分配方案：本阶段试验采用调节原水 C/N比后的污水作为试验的进水，即三个进水点的C/N比相同，分别采用C/N 比为3.3、3.5、4.4、5,来考察系统的脱氮除磷效果变化。2结果与讨论2.1不同C/N比对连续流系统脱氮除磷的影响2.1.1不同C/N比对氨氮的影响图2不同原水C/N比对系统氨氮的变化曲线图2为原水不同C/N比下系统氨氮去除效果的变化趋势图。由图可知混合 液由第一个非曝段进入反应器后，氨氮下降速度很快，但在接下来的非曝气区内， 氨氮的含量又有所回升5。混合液进入曝气段后，氨氮在硝化菌作用下迅速转 化为硝酸盐氮。在第一个曝气段末端，
7、混合液中的氨氮随C/N比的增加而升高， 在C/N比为5时最高为3mg/L，在C/N比为3.3时几乎降到了 0 mg/L。在第二 个非曝气段首段引进30%的调节C/N比后的废水，氨氮浓度迅速上升之后几乎 没有变化。进入第二个曝气段后，氨氮含量几乎为0 mg/L。进入第三个非曝气 后，15%的废水（已调节C/N比）又代入了少量的氨氮，该部分氨氮在最后一个 曝气段被转化为硝酸盐氮，出水中的氨氮含量低于1 mg/L。2.1.2不同C/N比对硝酸盐氮的影响图3不同原水C/N比对系统硝酸盐氮的变化曲线图3为原水不同C/N比下系统硝酸盐氮去除效果的变化趋势图。从图中可 知，随着C/N比的增加，出水硝酸盐氮的
8、含量逐渐减少。原水中的硝酸盐氮几 乎为零，由于二沉池回流污泥回流到反应器最前端，这样在第一个非曝气区产生 了少量的硝酸盐氮，此时系统中含有大量的碳源，所以在反硝化菌作用下迅速反 硝化。由于回流液中带回的硝酸盐氮浓度偏低，即使在进水C/N比在3.3的时候 也能够将系统中的硝酸盐氮全部反硝化掉，即在非曝气段的末端基本检测不到硝 酸盐氮的存在，这样为厌氧释磷打下了基础。当C/N比为5时，此时碳源充足, 所以反硝化比较彻底6,该段末端未检测到有硝酸盐氮的存在，形成厌氧环境, 为除磷创造了条件。进水C/N比为3.5和4.4的处理效果位于两者之间，从图中 可以看出末端还有少量的硝酸盐氮，因此也没有出现厌氧
9、环境。2.1.3不同C/N比对总氮的影响图4不同原水C/N比对系统总氮的变化曲线图4为原水不同C/N比下系统总氮去除效果的变化趋势图。不同C/N比下 的污水进入系统内，在每个非曝气区域都进行了反硝化作用，因此总氮在每个非 曝气段系统中成一直下降的趋势。但是由于各点进水量有所不同，所以总氮的去 除效果也不同。在第一个非曝气段中，由二沉池回流回来的硝酸盐氮并不是很多, 而且在第一点进水中占总进水量的55%，因此含有大量反硝化所需的电子受体, 所以反硝化比较彻底，总氮去除效果较好7。到了第二个进水点，由于引入的 原水较少，所以此时进入系统中的碳源也相对较少，又在第一个曝气区硝化作用 后产生的硝酸盐氮
10、较多，所以除在C/N比为5的时候可以将水中的硝酸盐氮全 部反硝化掉外，其他C/N比下均有所剩余。在最后一个非曝气区反硝化效果更 差，即使在C/N比为5的情况下也未能完全反硝化，其去除率达到了 83%。2.1.4不同C/N比对总磷的影响图5为原水不同C/N比下系统总磷去除效果的变化趋势图。混合液进入系 统后，由于微生物初期吸附去除及稀释作用，系统中磷的含量有所下降。到了第 一个非曝气区后段，该段中四种C/N比情况下系统都出现了厌氧阶段磷浓度上 升，好氧阶段磷浓度下降的典型磷变化现象。进入系统的C/N比越高，污泥在 缺氧/厌氧区的释磷量也相对变大8。以C/N比5时的效果最为显著，厌氧末端 的磷含量
11、近12mg/L，在第一个曝气区内，含磷量直线下降，进入下一个阶段后 最小时磷含量在0.5mg/L左右。然而在C/N比3.3时效果就没有那么显著，曝 气末端磷含量还有近4mg/L。系统进入第二个非曝气段后，由于又有30%原水的 进入系统，所以含磷量有所增加，但是增幅不多。由于系统引进的碳源不足以反 硝化掉水中硝酸盐氮，所以就不存在厌氧区域，也就无法实现磷的有效释放。即 使如此，系统中的含磷量也有微量的降低，主要是由于微生物的同化作用及吸附 作用来完成的，总体来说比仅在第一个投加点调节C/N比要好。图5不同原水C/N比对系统总磷的变化曲线2.1.5不同C/N比时COD的去除状况图6不同原水C/N比
12、时COD的进出水变化图6为原水不同C/N比下系统COD进出水变化情况。由图可以看出，随着 原水C/N比的增大，进水COD随之增大，但由于原水水质每时每刻都在变化， 所以增幅也有所不同。从出水情况来看，效果比较好，都在17mg/L左右，达到 了国家一级A排放标准。3回流比对连续流系统脱氮除磷的影响由上节试验可以看出，在系统第一个缺氧段的硝酸盐氮基本被反硝化掉了， 厌氧段的释磷效果也很显著，可以判断该C/N比下能够满足生物脱氮除磷对有 机碳源的需求。为了提高系统脱氮率并且尽可能使系统碳源在非曝气段被充分利 用，在本节试验中将提高系统回流比，考察二沉池污泥回流比对连续流系统脱氮 除磷的影响9。3.1
13、试验方法由上节试验可知，在原水C/N比为5的情况下各个指标去除状况较好，因 此，本节试验在此基础上进行调节回流比的试验研究。试验进行期间是在9月10月份进行，工艺运行参数如下：污泥浓度维持 在2500mg/L4000mg/L；污泥龄是8d；好氧区DO=24mg/L。3.2试验结果与分析图7不同回流比下系统氮磷的变化曲线图7为原水C/N比为5时不同回流比对系统总磷去除效果的变化趋势图。 由图可以看出，随着回流比的增大，出水 TP的值跟着增大，出水含磷量由 0.65mg/L上升至1mg/L以上。分析原因是由于回流比增大，回流至系统缺氧区 的硝氮量也增多。与聚磷菌相比，反硝化菌优先利用碳源进行反硝化
14、。由图中 COD在缺氧厌氧区的变化曲线可以看出，COD (150%)在一开始的缺氧段降解 速率就比COD (100%)大，当碳源一定而缺氧区的硝氮量增大后，反硝化菌进 行反硝化所消耗的COD就多，所以聚磷菌能够有效利用的碳源就减少，因此在 厌氧区的释磷量也就减少，为好氧积累的吸磷动力小，所以导致回流比150%时 出水TP值高，去除率低。因此，当回流比由100%提高至150%时，在C/N比为 5时，系统内有效利用的碳源不足10-12。4结论通过在不同环境条件下对分段进水多级A/O活性污泥法脱氮除磷下性能的 试验研究，得出的主要结论如下：(1) 试验第三阶段采用在调节总进水C/N比，即改变原水水质
15、的方式，以 改变后两级A/O脱氮除磷效果差的弊端。试验开始阶段将C/N调为3.3,由于回 流回来的硝酸盐氮减少，反硝化所用的碳源加少，释磷可以利用的有效碳源也就 相对增加了。但由于总体碳源有限，所以除磷效果还不是很理想13，出水含磷 量在3.2 mg/L，去除率为41%。此时总氮的去除效果有了明显的改善，出水总氮 在12mg/L。随后的试验中继续增大C/N比，当C/N比增大到5的时候，脱氮除 磷效果有了很大的改进，出水含磷量在0.56 mg/L，去除率达到了 88%，出水总 氮在7mg/L左右，去除率达到了 83%，除磷外均达到了一级A排放标准。(2) 本课题还试验了不同回流比对系统脱氮除磷的
16、影响。采用总进水C/N 比为5的工况，比较回流比分别为100%和150%对氮磷的去除情况。结果表明 增大回流比(150%)后脱氮效果稍有改进，但除磷效果不好，出水磷超过了 1mg/L，未达到一级排放标准。参考文献:1 王荣斌，李军.污水生物除磷技术研究进展.环境工程.2007, 25(1):84882 李军.微生物与水处理工程.化学工业出版社.2002,93 李夜光，李中奎.富营养化水体中N、P浓度对浮游植物生长繁殖速率和 生物量的影响.生态学报.2006, 26(2):3173254 国家环保护总局水和废水监测分析方法委员会编水和废水监测分 析方法(第四版).中国环境科学出版社.20025 罗世田，毛艳丽.水体富营养化的危害及综合防治对策.平顶山师专学报. 2003, 18 (5):464
