隨著社會經濟(jì)的快速發展與人們生活水平的提高,用水量的增加使得汙(wū)水處理廠中的有機物含量逐漸降低(dī),而磷含量則較高,因而在汙(wū)水脫氮除磷處理中,低碳源汙水成為發展的瓶頸。
COD含量的降低使(shǐ)得汙水在采用生物法進行(háng)脫氮除(chú)磷處理(lǐ)時,微生(shēng)物新(xīn)陳代謝(xiè)過程所(suǒ)需的碳源不足,進而對出水中氮磷含量造成影響,導致出水達不到相關標準。
在碳源不足的前提下,汙(wū)水排放氮、磷不達標會使(shǐ)汙水排放(fàng)問題更為突出,因此亟須開發高效經濟的汙(wū)水處理技術(shù),旨在提高氮、磷去除率(lǜ)。
目前,在我國城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)汙水處理中,氮、磷含量較高,在對(duì)汙水進行脫(tuō)氮除磷處(chù)理中,排泥除磷與反硝化工藝均需要應用碳源,為了(le)能夠使出水的氮含(hán)量與磷含(hán)量達標,就需(xū)要投(tóu)加額外的碳源,但該項費用較高,采用此方式會增加汙水(shuǐ)處理的成本。
我國生活汙水屬於(yú)非常典型的低碳源汙水,因而對低碳源汙水脫氮除磷技術的研(yán)究成為(wéi)現(xiàn)階段我國汙水處理行業的熱點。鑒於此,本文對一係列脫氮(dàn)除磷技術,如(rú)外加碳源、取消化(huà)糞池以及磷(lín)回收等(děng)技術及效果進行分析,從(cóng)而為低碳源汙水處理提供有價值的參考意見。
01 低碳源(yuán)汙水的脫氮除磷技術
1.1 補充(chōng)外(wài)來碳源
在對有機物濃度較低的生(shēng)活汙水進行處理時,大部分的汙水處理廠通過補充外來碳源方(fāng)式進行處理,但碳(tàn)源與藥劑的(de)增加會(huì)在很大程度上提高汙水處理廠的運營成本。因此,這(zhè)種方式無法滿足低化學(xué)品投加與節能降耗的目標,也(yě)會顯著(zhe)提高經濟成本。
相關人員在選擇外加碳源的過程中,應盡(jìn)可能選取溶解性(xìng)或不(bú)溶性(xìng)的易生物降解有(yǒu)機物,同(tóng)時還要確保碳(tàn)源價格低廉(lián),簡單易得。一般來說,溶解性有機碳主要呈現為乙醇、乙酸及葡萄糖等(děng)液態形式,這些容易降解液體的(de)有機物極容易在(zài)處理時(shí)被利用,因此具有較高的氮磷去除率。
但由於甲醇(chún)具(jù)有一定毒性,而葡萄糖以及甲乙醇的價格較高,因而一部分汙水(shuǐ)處理廠在汙水(shuǐ)處理中采用化工(gōng)生產的乙酸廢液,具有較為明顯的應用效(xiào)果。
需要注意的是(shì),在汙(wū)水處理(lǐ)中通過(guò)投加外碳源的方式(shì)雖然能夠在一(yī)定(dìng)程度上強化生物脫氮除磷效果,但(dàn)存在受溫度影響大、運輸困難以及甲醇毒性大等問題。同時投加外碳源的方式會增加運(yùn)行管理費用,因而逐漸被棄(qì)用(yòng)。
1.2 優化進水方(fāng)式
大部分的碳源在好氧段通(tōng)過傳統的進水方(fāng)式會導致其被氧化成為二氧化碳,使(shǐ)其在缺氧反(fǎn)硝化階段出現無碳源可用的狀況。通常來說,對進水方式優(yōu)化是將原汙水中所含有的一部(bù)分有機碳應用(yòng)於反硝化過程,從而提高(gāo)脫氮效果,主(zhǔ)要包括兩種方式,分別是分段進水(shuǐ)、周期性改變進水方向(xiàng)。
優化(huà)進水方式是通過應用後置缺(quē)氧UCT分段進水工藝,使氮磷去除率保持(chí)在75.3%左右。而周期性的改變進水方向僅需要將兩個(gè)相同的反應器予以串聯,然(rán)後將其(qí)作(zuò)為定期進水的
級反應器,改變每個反應器的周期性功(gōng)能。
1.3 取消化糞池
化糞池隨著我國經濟的發展,其弊端(duān)逐漸顯現出來。主要體現在以(yǐ)下幾個方(fāng)麵(miàn):
,運行管理能力欠佳,通常在出現堵(dǔ)塞時才予(yǔ)以清(qīng)理,影響(xiǎng)周圍環境。第二(èr),化糞(fèn)池的設置會導(dǎo)致占地以及(jí)其(qí)他管線布置困難等問(wèn)題。第(dì)三,化糞池會去除一部分有機物,降低原汙水(shuǐ)中的有機碳源,影(yǐng)響汙水廠的正常運行。
因此,建議取消化糞池,旨在提高汙水中的有機成分,最終提高脫氮除磷效果。
1.4 磷回收
從汙水中采取磷回收(shōu)措施能夠將汙水中的磷變廢為寶。一般(bān)情況下,磷回收(shōu)采取(qǔ)的(de)是抽取工(gōng)藝中的厭(yàn)氧池上清(qīng)液,通過結晶技術、化學沉澱(diàn)以及離子交換等技術分離清液(yè)中的磷,剩餘的上清液便將其回流(liú)至(zhì)處理構築物。這樣不僅能顯著減少汙水中(zhōng)的磷負荷,同時也可將磷元素用在化(huà)肥生產中。
02 新技術
2.1 同步硝化反硝(xiāo)化
同(tóng)步硝(xiāo)化反硝(xiāo)化依賴的好氧反硝化菌以及異養硝化菌在溶解氧濃度梯度單級反應器中的溶氧較低,因而在處理過程中需(xū)要對曝氣(qì)予以一定限製或實現(xiàn)精準曝氣。該技術的特點與因進水碳源低而需要控製(zhì)無效氧化(huà)的相關要求、節約動力消耗等具有一致性。
因此,在對低碳源汙水處理中,同步(bù)硝化反硝化具有較(jiào)為廣闊的應用前景(jǐng)。
2.2 厭氧氨氧化
厭(yàn)氧氨氧化主要指的是細菌在溶氧濃度較低的前提(tí)下,通過細胞內的新陳代謝(xiè),促進亞硝酸鹽與氨之間發生生物氧化的還原反應,從而使氮(dàn)氣脫除水。該種方式在實(shí)際應用過程中具有(yǒu)節省碳源(yuán)、節(jiē)約能耗以及細菌合成量少等特點,因而受到汙(wū)水處理廠的關注。
厭氧氨氧化細菌主要是利用氨與亞硝酸根的化學反應而產生能源,並且空氣中的二氧化碳作為碳素的細菌,不(bú)需要額外添(tiān)加有機碳源,具有較為明顯的應用價值。
但缺(quē)陷在於培養以及(jí)馴化厭氧氨氧化菌的過程(chéng)較為困難,對環境(jìng)要求非常嚴格,若能解決厭氧氨氧(yǎng)化工藝難題,便能(néng)在汙水處理中得到廣泛推廣(guǎng)。
2.3 生物除磷
對汙水實行(háng)生物除磷的(de)關鍵在於(yú)聚磷菌,聚磷菌在(zài)耗氧環(huán)境中能夠從水中過量吸收磷,若在(zài)厭氧的環(huán)境下則會在水中釋放(fàng)磷。生(shēng)物除磷技術依賴聚磷菌的特性,對磷(lín)予以反複(fù)吸放,從而使汙(wū)水中磷以聚(jù)β羥基丁酸的形式存在於增殖的(de)細菌中,並在好氧環境下分離並(bìng)排放剩(shèng)餘的汙泥,最終起到去除磷的目的。
2.4 短程硝化反硝化
在傳統理論中主要依靠的是亞硝化細(xì)菌和硝化細菌兩種微生物轉(zhuǎn)化氨氮。若需要對兩種方式(shì)進行生(shēng)態選擇,需要在汙(wū)泥中(zhōng)使亞硝化細菌轉變成為(wéi)優勢菌群,並淘汰或減少硝化細菌數(shù)量,在亞硝化階段充分發揮硝化作用,然後直(zhí)接對其進行反硝(xiāo)化處理,該種方式能夠顯著縮短脫氮的反應進程(chéng)。該工藝在實際應用中能夠有效節省能(néng)源,與傳統工藝相比,減少大約40%左右的碳源。
03 結 語
隨著我國城(chéng)市生活用水量的增加,汙水排放量也隨之增加(jiā),低碳源汙水是生活汙水排放的主要組成成分,對其進行脫氮除磷處理(lǐ)已經(jīng)引起水處理(lǐ)專家的重點(diǎn)關注,當務之急在於提高脫(tuō)氮除磷效果,確保汙水達標排放。
在低碳能耗與綠色環保的背景下,我國汙水處(chù)理廠正麵臨著升級改造的轉折點,其所采用的脫氮除磷(lín)技術措施應盡可能符合經濟節能的要求。其中同步硝(xiāo)化反硝化(huà)、厭氧氨氧化技術、生(shēng)物除磷以及短程(chéng)硝化(huà)反硝化(huà)等技術在實際應用(yòng)中因具有耗能低、有機物少等特點,成為未來汙水處理的主要發展方向。
綜上所(suǒ)述,無論汙水處理廠采用何種技術(shù)提(tí)高(gāo)低(dī)碳源汙水脫氮除(chú)磷的效果,均需要有效掌握工藝運行(háng)管理技術,更大
限度地發揮該技術的優勢,實現(xiàn)綠色環保(bǎo)的目的。