污水处理工艺：间歇曝气生物滤池生物脱氮技术
污水处理工艺可分为一级沉淀和二级生化处理。一级沉淀处理采用了SEDIPAC 3D(简称S3D)工艺;二级处理采用了BIOFOR C/ N 和BIOFOR N组成的二级曝气生物滤池系统,对主要指标COD(化学需氧量) 和氨氮去除效果较好。污水处理主要有四个阶段:预处理→生物处理→加氯消毒→污泥处理。具体工艺流程见图1 。
工艺改造和运行
2. 1 试验研究
由于最初设计时没有考虑对TN 的处理要求,因此现有工艺条件对TN 去除效果非常有限,月份平均进水TN28.01 mg/ L ,出水20.5 mg/ L , TN 去除率28.4 % ,达不到污水处理厂污染物排放标准。本阶段首先在实验室模拟污水处理厂生物滤池工艺,通过一体化脱氮、脱碳反应器试验装置,参考实际污水水质,考虑强化脱氮过程,提高了进水TN浓度,进行了生物脱碳、脱氮研究,调节进水碱度、曝气量等工艺条件实验,最终确定最佳工艺条件,即调整反应器内回流量、二级好氧区的曝气量、进水碱度等条件,使硝化率提高至89.49 % ,反硝化率提高至97.86 % , TN 去除率提高至87. 46 %。并据此制定改造方案,确定对一组滤池的N 池停止曝气,降低该N 池的溶解氧,为反硝化提供有利条件。
2. 2 工艺调试
对一组滤池进行改造,停止N 池曝气,考察这一运行方式的可行性,5 日后开始监测出水水质。停止N 池曝气后,对出水水质有一定影响。这是由于刚刚开始调整工艺,生物处理系统需要一段时间适应过程,生物反应器驯化阶段出水不稳定。因此,需要进一步观察、加强跟踪监测。20 天后,开始对各池出水进行全面监测,除原有项目外还增加了三态氮(N H+4 、NO-2 、NO-3 ) 以及TN ,分析生物滤池系统脱氮性能。
2. 3 对污染物的去除效果
2. 3. 1 对COD 的去除效果
COD 共分析了19天,仅有3天没有达标,达标天数达到84%。值得注意的是,这一阶段进水的COD平均为443.3 mg/ L ,比工艺调整前进水平均COD(257.9 mg/ L) 高出72 % ,调整后的工艺处理系统绝大部份天数COD 的去除率仍然保持90 %多,说明对COD 的去除率效果很好(见图2) 。
2. 3. 2 BOD5 的去除效果
BOD5 监测16天,有6天不达标,不达标天数为37.5 %。工艺调整前BOD5 进水平均值只有153.4 mg/ L ,而调试中进水BOD5 值提升至265.3mg/ L 。这和外部气候变化有关系,气温降低,使得污水在汇集过程中生物降解作用下降;同时降水量减少,使得稀释作用降低,多种因素作用下,进厂的污水水质比前期恶劣,并且水温降低,对于生物处理系统增加了难度(见图3) 。
2. 3. 3 NH3 - N 的去除效果
NH3-N 处理效果较好,除第1、2 天没有达标外,其余时间全部达到污水出水排放标准(见图4) 。
2. 3. 4 TN 的去除效果
调整运行工艺前,平均进水总氮28.01mg/ L ,出水总氮20.05 mg/ L ,总氮去除率28.4 %;停止N池曝气后, 平均进水总氮39. 2 mg/ L , 出水总氮18. 7 mg/ L ,去除率提高到51. 9 % ,效果非常明显(见图5 、图6) 。
3 结语
1) 通过研究,结合SBR 工艺与曝气生物滤池工艺优点,得出间歇曝气生物滤池强化生物脱氮功能的运行参数和工艺流程,并在C/ N + N 二级曝气生物滤池内实现同步反硝化和硝化。
2) 经过45天的调试与运行,证明停止N 池曝气是可行的,在进水负荷变化不大的情况下,C/N池曝气量和处理能力就可以满足脱碳、脱氨氮要求。调整运行工艺后,污水处理系统对总氮去除率由原来的28. 4 %提高到51.9 % ,效果非常明显,同时节省了运行费用。
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