AB法工藝脫氮除磷的局限性
1、AB 法(fa)工藝的脫氮效果
AB 法工藝(yi)(yi)的(de)A 段(duan)對(dui)污(wu)水(shui)中有(you)機物的(de)去(qu)除(chu)率(lv)一般(ban)高(gao)于(yu)對(dui)氨(an)氮(dan)(dan)的(de)去(qu)除(chu)率(lv), 這(zhe)樣, 污(wu)水(shui)經A 段(duan)處(chu)理以后,出水(shui)BOD5/N 值降低, 從(cong)而有(you)望增大硝(xiao)化(hua)(hua)菌在(zai)B 段(duan)活性污(wu)泥(ni)中的(de)比率(lv)和硝(xiao)化(hua)(hua)速度。這(zhe)對(dui)于(yu)系統(tong)硝(xiao)化(hua)(hua)作用的(de)完成(cheng)是(shi)(shi)有(you)利(li)的(de)。但是(shi)(shi)AB 法工藝(yi)(yi)僅(jin)完成(cheng)了硝(xiao)化(hua)(hua)功能, 雖(sui)然可去(qu)除(chu)氨(an)氮(dan)(dan), 但硝(xiao)酸(suan)鹽的(de)存在(zai)依(yi)然會導致水(shui)環境的(de)污(wu)染。常規AB 法工藝(yi)(yi)的(de)總氮(dan)(dan)去(qu)除(chu)率(lv)約為30% ～40%, 其脫氮(dan)(dan)效果雖(sui)較傳統(tong)一段(duan)活性污(wu)泥(ni)法好(hao), 但出水(shui)尚不(bu)能滿足防止水(shui)體富營養化(hua)(hua)的(de)要求。
當(dang)需要(yao)AB 法工藝去(qu)除總氮時(shi), 就必須進(jin)(jin)行(xing)反(fan)硝(xiao)化(hua)。一(yi)(yi)般認為兩段(duan)活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)法往往不能達(da)到滿意的(de)(de)(de)反(fan)硝(xiao)化(hua)效果(guo), 因(yin)為進(jin)(jin)入第二段(duan)曝(pu)氣(qi)池污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)含量(liang)過低(di), 不利(li)于(yu)反(fan)硝(xiao)化(hua)的(de)(de)(de)正常進(jin)(jin)行(xing)。反(fan)硝(xiao)化(hua)所(suo)需的(de)(de)(de)BOD5/ N 比(bi)值, 根據反(fan)硝(xiao)化(hua)方(fang)程(cheng)式可(ke)知, 每去(qu)除1mg 的(de)(de)(de)氮至少(shao)需要(yao)2. 86mg 的(de)(de)(de)氧, 所(suo)以理(li)論上(shang)BOD5 / N≥2. 86 才能保證反(fan)硝(xiao)化(hua)的(de)(de)(de)順利(li)進(jin)(jin)行(xing)。Bohnke 對(dui)德國多家AB 法污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)的(de)(de)(de)研究認為, 這(zhe)個(ge)結論對(dui)于(yu)傳統的(de)(de)(de)兩段(duan)活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)法系統可(ke)能是合(he)適的(de)(de)(de), 但對(dui)AB 法而(er)言, 污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)經過A 段(duan)處(chu)理(li)后, 大(da)部分(fen)的(de)(de)(de)不溶解(jie)(jie)(jie)性(xing)物(wu)(wu)(wu)質通過吸附、絮(xu)凝和(he)沉淀而(er)被(bei)(bei)去(qu)除, 而(er)那些(xie)相(xiang)對(dui)容易(yi)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)溶解(jie)(jie)(jie)性(xing)物(wu)(wu)(wu)質其相(xiang)當(dang)一(yi)(yi)部分(fen)流(liu)過A 級(ji), 進(jin)(jin)入低(di)負荷B段(duan)。而(er)且, 當(dang)A 段(duan)以兼氧方(fang)式運行(xing)時(shi), 污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)長鏈的(de)(de)(de)難分(fen)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)基質可(ke)被(bei)(bei)打(da)開分(fen)解(jie)(jie)(jie)成(cheng)短(duan)鏈的(de)(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu), 即某些(xie)難生物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)能在兼氧條件下轉化(hua)成(cheng)易(yi)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)物(wu)(wu)(wu), 從(cong)而(er)改善A 段(duan)出水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)可(ke)生化(hua)性(xing),有(you)利(li)于(yu)B 段(duan)的(de)(de)(de)反(fan)硝(xiao)化(hua)作用以及(ji)對(dui)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)進(jin)(jin)一(yi)(yi)步去(qu)除, 據此認為低(di)負荷的(de)(de)(de)B 段(duan)能有(you)效完成(cheng)硝(xiao)化(hua)功能,同時(shi)對(dui)反(fan)硝(xiao)化(hua)來說亦有(you)足(zu)夠易(yi)生物(wu)(wu)(wu)分(fen)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)、主(zhu)要(yao)以溶解(jie)(jie)(jie)態存在的(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。
因(yin)此, A 段出水BOD5/ N 比值(zhi)(zhi)在3 左(zuo)右就(jiu)足(zu)以保證反硝化(hua)效果。迄(qi)今(jin)為止對于BOD5 / N 值(zhi)(zhi)為3 就(jiu)足(zu)以保證反硝化(hua)的(de)問題尚有爭議, 因(yin)為上(shang)述比值(zhi)(zhi)僅(jin)是理論值(zhi)(zhi), 不(bu)(bu)少學者(zhe)認為進行反硝化(hua)所需的(de)BOD5/ N 值(zhi)(zhi), 不(bu)(bu)宜< 4～5。
Bohnke 教授的(de)(de)關(guan)于污(wu)(wu)水經A 段處理后的(de)(de)BOD5/ N 比(bi)值仍能滿(man)足反(fan)硝化要求的(de)(de)結(jie)論(lun)(lun), 是在對多家(jia)德國AB 法工藝污(wu)(wu)水處理廠(chang)調研的(de)(de)基礎上得出的(de)(de)。那(nei)么, 該(gai)結(jie)論(lun)(lun)是否適用于我國城(cheng)市污(wu)(wu)水的(de)(de)水質呢(ni)? 這是一(yi)個值得研究的(de)(de)問題(ti)。
筆者(zhe)認為(wei), AB 法工藝污(wu)(wu)水廠(chang)的(de)(de)(de)B 段污(wu)(wu)水是(shi)否有(you)足(zu)夠的(de)(de)(de)反硝(xiao)化(hua)碳源, 應根據具(ju)體(ti)的(de)(de)(de)情況而(er)定(ding), 如(ru)A 段對BOD5 和氮的(de)(de)(de)去(qu)除率; 污(wu)(wu)水水質(zhi), 特(te)(te)別(bie)是(shi)氮含量、BOD5 和COD 的(de)(de)(de)組(zu)成情況等。在設前置反硝(xiao)化(hua)系統時, 內循環的(de)(de)(de)混合液帶進的(de)(de)(de)溶解(jie)氧(yang)將首先消(xiao)耗部分BOD5 , 對這(zhe)一不利因素(su)也需加以(yi)(yi)考慮。我國城(cheng)市污(wu)(wu)水中工業污(wu)(wu)水的(de)(de)(de)比(bi)重往往較大, 即(ji)使(shi)A 段在兼氧(yang)運行時有(you)些(xie)難(nan)(nan)降解(jie)有(you)機(ji)物仍難(nan)(nan)以(yi)(yi)轉化(hua)為(wei)易(yi)降解(jie)有(you)機(ji)物。對于某種特(te)(te)定(ding)的(de)(de)(de)城(cheng)市污(wu)(wu)水的(de)(de)(de)BOD5 / N 比(bi)值(zhi)是(shi)否能滿足(zu)反硝(xiao)化(hua)的(de)(de)(de)要(yao)求, 應根據具(ju)體(ti)的(de)(de)(de)試驗來確(que)定(ding),而(er)并非是(shi)一個定(ding)值(zhi)。
實際上, 對于某些(xie)城(cheng)市污水來說, 即使(shi)進水中的(de)有機(ji)物(wu)全(quan)是易降(jiang)解的(de)也(ye)難以滿足脫(tuo)氮除磷的(de)要求。AB法(fa)(fa)工藝的(de)A 段(duan)對BOD5、COD 的(de)去除率(lv)可(ke)高(gao)達60%～70%, 在這(zhe)種情況(kuang)下, 將B 段(duan)改進為生物(wu)脫(tuo)氮系(xi)統(tong)時, 很可(ke)能(neng)面臨碳源(yuan)(yuan)不足的(de)問題。解決碳源(yuan)(yuan)不足的(de)方(fang)法(fa)(fa)一般有兩(liang)種: 一是從系(xi)統(tong)外(wai)補加碳源(yuan)(yuan)。可(ke)投加甲醇或選擇含易生物(wu)降(jiang)解COD 組分(fen)高(gao)的(de)工業廢水與城(cheng)市污水混合(he); 二是從系(xi)統(tong)內部尋找碳源(yuan)(yuan), 可(ke)采(cai)取的(de)措施(shi)包括:
( 1) 將(jiang)污泥(ni)消化液(ye)回(hui)流至B 段。
( 2) 調節A 段(duan)運行, 降低對BOD5、COD 的去(qu)除率, 若(ruo)原污(wu)水有機物(wu)濃度較低, 還可超越A 段(duan), 污(wu)水直接進入B 段(duan)改進的脫氮(dan)除磷系統等(deng)。
2、AB 法工藝的除磷效果(guo)
根(gen)據有(you)關文獻報導(dao), AB 法(fa)的(de)(de)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)效果明顯(xian)(xian)高于傳統一(yi)(yi)段(duan)(duan)(duan)活性(xing)(xing)污泥法(fa)。當(dang)A 段(duan)(duan)(duan)按(an)好(hao)氧(yang)(yang)狀態運行時,A 段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率可(ke)達到(dao)(dao)35% ～50%, 是(shi)常規一(yi)(yi)段(duan)(duan)(duan)活性(xing)(xing)污泥法(fa)的(de)(de)兩倍以上(shang), 常規AB 法(fa)工藝(yi)過程磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)的(de)(de)總去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率可(ke)達到(dao)(dao)50%～70%。AB 法(fa)工藝(yi)對磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)一(yi)(yi)般(ban)認(ren)為主(zhu)(zhu)要是(shi)依靠A 段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)絮凝(ning)吸(xi)(xi)附(fu)作用(yong), 一(yi)(yi)般(ban)城(cheng)市污水(shui)中約30%的(de)(de)總磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)是(shi)以懸浮( 膠體(ti)) 狀態存在(zai)的(de)(de), 隨(sui)著生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)絮凝(ning)吸(xi)(xi)附(fu)作用(yong)的(de)(de)發(fa)生(sheng)(sheng), 大部分不(bu)溶解性(xing)(xing)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)和部分溶解性(xing)(xing)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)可(ke)以得到(dao)(dao)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu); 也有(you)研(yan)(yan)究者認(ren)為A 段(duan)(duan)(duan)中存在(zai)聚磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)菌(jun), 聚磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)菌(jun)超量吸(xi)(xi)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)對磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)起一(yi)(yi)定作用(yong),主(zhu)(zhu)要依據是(shi)溶解氧(yang)(yang)濃度的(de)(de)變化對A 段(duan)(duan)(duan)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)有(you)很大影響, 這與除(chu)(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)菌(jun)的(de)(de)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)特(te)性(xing)(xing)相(xiang)一(yi)(yi)致(zhi), 理論(lun)基礎是(shi)取消初(chu)沉池(chi)后, 原污水(shui)中的(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)實際上(shang)是(shi)在(zai)厭氧(yang)(yang)/ 缺氧(yang)(yang)( 溝渠或管(guan)道) 和好(hao)氧(yang)(yang)(A 段(duan)(duan)(duan)曝氣池(chi)) 選(xuan)擇性(xing)(xing)環(huan)境(jing)下生(sheng)(sheng)長(chang), 而(er)這種(zhong)環(huan)境(jing)非常適于聚磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)菌(jun)的(de)(de)生(sheng)(sheng)長(chang), 當(dang)污水(shui)進入A 段(duan)(duan)(duan)好(hao)氧(yang)(yang)環(huan)境(jing)后, 可(ke)出現較明顯(xian)(xian)的(de)(de)過度吸(xi)(xi)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)特(te)征(zheng)。A段(duan)(duan)(duan)是(shi)否存在(zai)聚磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)菌(jun)過度吸(xi)(xi)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)作用(yong)還需進一(yi)(yi)步研(yan)(yan)究確(que)認(ren)。污水(shui)經(jing)過A 段(duan)(duan)(duan)處理進入B 段(duan)(duan)(duan)后, 通(tong)過微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)機體(ti)的(de)(de)合成可(ke)進一(yi)(yi)步去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)部分剩余(yu)的(de)(de)磷(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)(lin)。
與AB 法(fa)(fa)工(gong)藝對氮的去(qu)除相似, 雖然常規AB 法(fa)(fa)工(gong)藝對磷的去(qu)除率高(gao)于傳統活性(xing)污泥法(fa)(fa), 但是出水磷含量一般達不到現行污水排放(fang)標準, 無法(fa)(fa)滿(man)足防止水體富(fu)營(ying)養(yang)化的要(yao)求。
3、反應容積問題
AB 法工藝B 段的水力停留時間一般(ban)為(wei)2～6h。在(zai)如此短的時間內, 是(shi)難以完成脫(tuo)氮(dan)(dan)除(chu)磷(lin)功(gong)能的。所(suo)以, 在(zai)將AB 法工藝改進為(wei)具有脫(tuo)氮(dan)(dan)除(chu)磷(lin)效(xiao)果(guo)的工藝時, 通常需要(yao)對原有設(she)施進行改建和擴建, 以滿足脫(tuo)氮(dan)(dan)除(chu)磷(lin)過程所(suo)必需的反應容積。
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