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1、精品论文回流比对倒置 A2/O 工艺脱氮效果的影响王斯坦，刘志斌 辽宁工程技术大学资源与环境工程学院，辽宁阜新 （123000） E-mail: steinven摘要：本文采用倒置 A2/O 工艺对生活污水脱氮效果进行研究，主要考察了污泥回流比对脱氮效果的影响，由于倒置 A2/O 工艺将硝化液回流和污泥回流合二为一，所以污泥回流比对保持好氧区污泥浓度及总体工艺脱氮效果都有重要影响。实验中其他条件为温度 14-20， 好氧区溶解氧 2mg/L 左右，污泥龄为 12 天，大幅度的改变污泥回流比，初期使污泥回流比 达到 600%，后又将污泥回流比降到 100%，并在此范围内改变回流比。在回流比如此大
2、幅 度剧烈的变化下，倒置 A2/O 工艺硝化及反硝化过程受到强烈干扰，通过 TN 去除率来观察 其对脱氮效果的影响。通过对比实验确定 R=200%是最佳回流比。关键词：倒置 A2/O 工艺；回流比；脱氮 中图分类号：X703.11.引言倒置 A2/O 工艺是根据 A2/O 工艺改进而来的，同济大学高廷耀课题组进行了系统的试 验和理论研究，由张波博士首先提出了缺氧区/厌氧区/好氧区形式布置倒置 A2/O 工艺1。倒 置 A2/O 工艺经过多人多年系统的试验研究和生产规模的运行结果表明【2】，倒置 A2/O 工艺 不仅脱氮除磷效果优于常规 A2/O 工艺，而且其流程也更为简洁；优先满足反硝化碳源需
3、求， 强化了系统的脱氮功能；所有的回流污泥全部经历了完整的厌氧释磷和好氧释磷过程。将常 规 A2/O 工艺的污泥回流系统与混合液回流系统合成了唯一的污泥回流系统，工艺流程简捷， 运行管理方便。其中回流比是控制的关键，其直接影响脱氮和除磷的效果，为了得到不同情 况下的倒置 A2/O 工艺最佳回流比，用实验室模拟装置运行工艺，主要考察回流比对脱氮效 果的影响3。2.系统介绍本倒置 A2/O 工艺试验反应装置是通过取消传统 A2/O 工艺中曝气池至缺氧区的混合液 内回流，而外回流正常运行实现倒置的。装置为有机玻璃材质，其中缺氧区、厌氧区分别为 直径 10cm、高 20cm 的圆柱体；二沉池是直径 1
4、5cm、高 20cm 的柱椎结合体即沉淀区和泥 斗，其中圆柱体 15cm。1 厌氧区 1 为搅拌浆搅拌，电机转速为 20-60r/min；曝气池总长 30cm， 宽 17cm，高 20cm，有效水深 15cm。该区底部设有穿孔曝气管，可以根据需要调整曝气量 系统末端为一竖流式沉淀池，有效水深 20cm，泥斗高 5cm，沉淀池中间进水，顶端出水， 底部设排泥管和污泥回流管。图 1 倒置 A2/O 工艺试验装置示意图Fig1 The configuration of inverted A2/O process- 4 -3.实验方法本次实验采用阜新市细河区小区的生活污水。进水水质：进水 COD 范围
5、为 203226mg/L，进水 TN 范围为 6079mg/L，进水 TP 范 围为 1.25.1mg/LCOD、TN、DO、MLSS 等的测定均采用国家标准方法。4.实验结果与分析4.1 回流比 R=600%控制其他条件：反应温度 14左右，好氧区溶解氧 2mg/L 左右，污泥龄为 12 天。表 1 R=600%时 TN 的去除数据进水TN(mg/L)75.276.878.372.674.676.175.37473.9出水TN(mg/L)35.835.230.125.628.326.223.120.621.6TN去除率%52.454.261.664.762.165.669.372.270.8
6、进水TN 出水TN TN去除率100TN浓度(mg/L)80604020080TN去除率%60402004.21 4.22 4.23 4.24 4.25 4.26 4.27 4.28 4.29 日期图 2 污泥回流比 R 为 600%时的 TN 去除效果进水 TN 为 72.678.3mg/L，出水最高为 35.8 mg/L，最低为 20.6 mg/L。TN 去除率最 低为 52.4%，最高为 72.2%。出水 TN 呈逐渐下降的趋势，同时 TN 去除率也在随之上升。 东北地区 4 月末气温依旧不高，导致水温比较低，14左右。由于污泥培养后期，系统运行前期污泥浓度偏低（MLSS=1000-14
7、00 mg/L），由于前期 的硝化菌群尚未成熟且硝化污泥量少，而硝化细菌的污泥龄很长，保证较长的水力停留时间 的前提下，为了提高污泥浓度，所以将污泥回流量加大4，污泥回流比达到 600%，这是实 验设备的极限，即 R=600%是现有系统所能达到的最大回流比。此时 TN 的去除率很低。后 期硝化菌成熟后 TN 去除率稳定在 70%左右。4.2 回流比 R=100%控制其他条件：反应温度 17左右，好氧区溶解氧 2mg/L 左右，污泥龄为 12 天。表 2 R=100%时 TN 的去除数据进水TN(mg/L)77.276.878.175.977.4出水TN(mg/L)3130.630.129.83
8、1.2TN去除率%59.860.261.560.759.7进水TN 出水TN TN去除率100 65TN浓度(mg/L)8060 6040 55200 505.11 5.12 5.13 5.14 5.15 日期图 3 污泥回流比 R 为 100%时的 TN 去除效果进水 TN 为 75.978.1mg/L，出水 TN 为 29.831.2mg/L，TN 去除率为 59.761.5%， 去除率不高。从数据分析，回流比减少到 100%对于反硝化影响很大，TN 去除率在 60%左 右。回流比 600%运行一段时间后曝气池污泥浓度上升至 3000 mg/L 左右，此阶段调整污泥 回流比来控制污泥浓度，
9、是污泥浓度维持在较稳定的水平上，将污泥回流比调整为 100%。 由于硝化液直接回流至缺氧区进行反硝化，而回流比降至 100%倒置硝化液回流量的不足，从而转移到缺氧区的 NO3 N 量不足，NO3 N 是反硝化的起点，其量不足直接影响了反硝化的进行程度，使 TN 的去除率处于一个较低的水平。4.3 回流比 R=200%控制其他条件：反应温度 20左右，好氧区溶解氧 2mg/L 左右，污泥龄为 12 天。表 3 R=200%时 TN 的去除数据进水TN(mg/L)79.378.574.976.277.475.376.277.276.5出水TN(mg/L)20.119.42120.819.220.3
10、20.821.320.2TN去除率%74.775.37272.775.27372.772.473.6进水TN出水TNTN去除率10076TN浓度(mg/L)TN去除率%807574607340727120700695.165.175.185.195.205.215.225.235.24 日期图 4 污泥回流比 R 为 200%时的 TN 去除效果进水 TN 为 74.979.3mg/L，出水 TN 为 19.220.8mg/L，TN 去除率为 7275.3%。将 回流比调整为 200%时，分析数据发现出水 TN 值很低，且去除率稳定在 74%左右。可见增加了消化液的回流量，直接使反硝化程度增加
11、，系统的脱氮能力随之提高。相比与R=600%和R=100%，进水TN浓度基本稳定，而R=200%时出水TN在20mg/L左右，在城 镇污水处理厂污染物排放标准GB 189182002的一级B标准附近波动。脱氮效果是依靠污 泥回流比来保证的，恰当的污泥回流比能提高脱氮效率。5. 结论本文通过大幅度改变回流比来考察系统运行的效果，主要通过 TN 的去除率来衡量脱氮 效果。系统的脱氮能力是依靠硝化污泥浓度和污泥回流比来保证的，要保正污泥浓度的的同 时提高污泥回流比来提高脱氮效率，过高或者过低的回流比脱氮效果都很差。改变回流比的 系列实验确定采用 R=200%为最佳回流比。参考文献1 张波. 城市污水
12、生物除磷脱氮机理与动力学研究D. 上海: 同济大学工学博士论文, 1996 2 张波，高廷耀. 倒置 A2/O 工艺的原理与特点研究J. 中国给水排水, 2000, 16(7): 1115 3 张波，苏玉民. 倒置 A2/O 工艺的氮磷脱除功能J. 环境工程, 1999, 17(2): 7104 Fux C, Boehler M, Huber P, Brunner I and Siegrist H. Biological treatment of ammonium-rich wastewater by partial nitritation and subsequent anaerobic a
13、mmonium oxidationin a pilot plantJ. Journal of Biotechnology. 2002,99: 295306The Influence of Sludge Reflux Ratio to DenitrogenationCharacteristic of the Inverted A2/O ProcessWang Sitan, Liu ZhibinCollege of Resource and Enviroment Engineering Liaoning Technical University, Liaoning, Fuxin (123000)A
14、bstractThe inverted A2/O process was used for the analysis on denitrogenation characteristic of the sewage in the paper. The main study was the influence of sludge reflux ratio to denitrogenation characteristic. The inverted A2/O process combined sewage nitrification reflux and sludge reflux,then sl
15、udge reflux ratio had significant influence on sludge concentration in the aerobic zone and denitrogenation characteristic.The other conditions is: T=14-20,DO=2mg/L,=12d. Change the sludge reflux ratio substantially:the beginning it was 600%, then its down to 100% and the sludge reflux ratio changed
16、 in the range ofit.With substantially changing of the sludge reflux ratio, nitrification and denitrification in the inverted A2/O process was strong interference. TN removing rate was used to observe sludge reflux ratio the effects of denitrogenation characteristic. Optimal operating parameters are achieved was R=200% through the Comparison Experiment.Keywords: inverted A2/O process; sludge reflux ratio; denitrogenation作者简介：王斯坦，男，1979 年生，硕士研究生，主要研究方向水污染理论及技术。
