美麗鄉(xiāng)村生活污水處理設備工藝
1、污泥齡矛盾
傳統(tǒng)A2/O 工藝屬于單泥系統(tǒng),聚磷菌(PAOs)、 反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生長于同一系統(tǒng)中,而各類微生物實現(xiàn)其功能大化所需的泥齡不同:
自養(yǎng)硝化菌與普通異養(yǎng)好氧菌和反硝化菌相比,硝化菌的世代周期較長,欲使其成為優(yōu)勢菌群, 需控制系統(tǒng)在長泥齡狀態(tài)下運行。冬季系統(tǒng)具有良好硝化效果時的污泥齡(SRT)需控制在 30d 以上;即使夏季,若 SRT<5 d,系統(tǒng)的硝化效果將顯得極其微弱。
PAOs屬短世代周期微生物,甚至其大世代周期(Gmax)都小于硝化菌的小世代周期(Gmin)。
從生物除磷角度分析富磷污泥的排放是實現(xiàn)系統(tǒng)磷減量化的渠道。
若排泥不及時,一方面會因 PAOs 的內源呼吸使胞內糖原消耗殆盡,進而影響厭氧區(qū)乙酸鹽的吸收及聚 -β- 羥基烷酸(PHAs)的貯存,系統(tǒng)除磷率下降,嚴重時甚至造成富磷污泥磷的二次釋放;另一方面,SRT 也影響到系統(tǒng)內 PAOs 和聚糖菌(GAOs) 的優(yōu)勢生長。
在30℃的長泥齡(SRT≈10 d)厭氧環(huán)境中,GAOs 對乙酸鹽的吸收速率高于PAOs,使其在系統(tǒng)中占主導地位,影響 PAOs 釋磷行為的充分發(fā)揮。
美麗鄉(xiāng)村生活污水處理設備工藝2、碳源競爭及硝酸鹽和DO殘余干擾
在傳統(tǒng)A2/O脫氮除磷系統(tǒng)中,碳源主要消耗于釋磷、反硝化和異養(yǎng)菌的正常代謝等方面,其中釋磷和反硝化速率與進水碳源中易降解部分的含量有很大關系。
一般而言,要同時完成脫氮和除磷兩個過程,進水的碳氮比(BOD5/ρ(TN))>4~5,碳磷比(BOD5/ρ(TP))>20~30。
當碳源含量低于此時,因前端厭氧區(qū) PAOs 吸收進水中揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)及醇類等易降解發(fā)酵產物完成其細胞內 PHAs 的合成,使得后續(xù)缺氧區(qū)沒有足夠的優(yōu)質碳源而抑制反硝化潛力的充分發(fā)揮,降低了系統(tǒng)對 TN 的脫除效率。
反硝化菌以內碳源和甲醇或 VFAs 類為碳源時的反硝化速率分別為 17~48 、120~900 mg/(g·d)。因反硝化不*而殘余的硝酸鹽隨外回流污泥進入?yún)捬鯀^(qū),反硝化菌將優(yōu)先于 PAOs 利用 環(huán)境中的有機物進行反硝化脫氮,干擾厭氧釋磷的正常進行,終影響系統(tǒng)對磷的高效去除。
一般,當厭氧區(qū)的 NO3--N 的質量濃度>1.0 mg/L 時,會對 PAOs 釋磷產生抑制,當其達到 3~4 mg/L 時,PAOs 的釋磷行為幾乎*被抑制,釋磷(PO43--P)速率降 至 2.4 mg/(g·d)。
按照回流位置的不同,溶解氧(DO)殘余干擾主要包括:
從分子態(tài)氧(O2)和硝酸鹽(NO3--N)作為電子受體的氧化產能數(shù)據(jù)分析,以 O2作為電子受體的產能約為 NO3--N 的 1.5 倍,因此當系統(tǒng)中同時存在O2和NO3--N時,反硝化菌及普通異養(yǎng)菌將優(yōu)先以O2為電子受體進行產能代謝。
氧的存在破壞了PAOs釋磷所需的“厭氧壓抑”環(huán)境,致使厭氧菌以O2為終電子受體而抑制其發(fā)酵產酸作用,妨礙磷的正常釋放,同時也將導致好氧異養(yǎng)菌與PAOs進行碳源競爭。
一般厭氧區(qū)的DO的質量濃度應嚴格控制在0.2mg/L以下。從某種意義上來說硝酸鹽及DO殘余干擾釋磷或反硝化過程歸根還是功能菌對碳源的競爭問題。