一体式A-BAF工艺处理低C/N工业园区污水的脱氮除磷特性研究

【摘要】：在日益加剧的人类活动影响下,水体因氮、磷等营养盐的大量输入而引发的富养化问题日趋严重。我国是一个湖泊众多的国家。目前我国湖泊水库的氮、磷污染已愈来愈严重,水体藻类大量繁殖、生存期长、覆盖面广、暴发次数多,已对水生生物及人体健康造成了严重危害。与此同时,随着工业的发展、人民生活水平的提高、用水量的增加,合流制排水系统的城市污水低碳源现象越来越严重。 2003年7月1日起实施的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002),对出水氮磷提出更加严格的规定,己建城镇污水处理厂需要改建,新建污水处理厂则须按照该标准来进行建设。探讨污水处理工艺中简洁、高效、经济的脱氮除磷新技术,是有效去除污水中氮磷含量,进而为控制水体富营养化、保护水环境提供科学依据的重要研究课题,也是我国污水处理厂进行升级改造的发展方向。 本课题以某经济开发区工业园区污水处理厂为研究基地,提出“一体式缺氧活性污泥-曝气生物滤池工艺(一体式A-BAF工艺)”和“磷酸铵镁沉淀法协同一体式A-BAF工艺”,旨在于现有的二级处理构筑物基础上强化生物处理,在不增加深度处理的前提下,使强化二级生物处理出水TN、TP、SS等指标同时达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。 一体式A-BAF反应器呈圆柱形,由有机玻璃加工制作而成,总有效体积7.5L,其中上部硝化区有效容积5L,下部反硝化区有效容积2.5L。其运行参数为：进水量为2.5L.h-1,反硝化区pH值为7.0-7.5、DO0.5mg／L、HRT为1h、泥龄为15d,硝化区pH值为7.0-8.0、DO为2mg／L～5mg／L、HRT为2h-8h、硝化液回流比为200%。 论文以工业园区污水处理厂初沉池出水为原水,研究了一体式A-BAF工艺的生化处理特性,确定了磷酸铵镁沉淀法应用于该工业园区污水处理的操作条件,考察了磷酸铵镁沉淀法与一体式A-BAF工艺协同作用的可行性。研究表明： 1.进水COD为89mg／L-137mg／L、NH3-N为27.4mg／L-42.3mg／L、TN为38.9mg／L～57.7mg／L、TP为2.61mg／L～4.06mg／L、SS为72mg／L～153mg／L时,一体式A-BAF工艺对COD、NH3-N、TN、TP、SS的平均去除率分别为89.75%、96.47%、58.00%、79.00%、92.47%,出水COD、NH3-N、SS指标达到《国家城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准；在进水COD、NH3-N波动幅度较大的情况下,该工艺对COD、NH3-N的去除效果表现出良好的稳定性,表明其具有较强的抗COD和抗NH3-N负荷冲击的能力。 2.在pH值为9.5,反应温度为30℃,反应时间为30minMg：P：N=1.O：1.O：1.O的条件下,磷酸铵镁沉淀法处理原水的较佳沉淀剂为Na2HPO4·12H2O+MgCl2·6H2O,沉淀剂较佳的投加顺序和方式为"Na2HPO4·12H2O+MgCl2·6H2O,缓慢加入,同时调节pH值”；通过单因素分析和正交试验设计,确定了磷酸铵镁沉淀法的最佳操作条件为pH=9.5、反应时间为30min、Mg：N=1.3、P：N=1.06,影响磷酸铵镁沉淀法法脱氮除磷的因素主次顺序为pH反应时间P：NMg：N。 3.在进水COD为100mg／L-133mg／L、NH3-N为29.1mg／L-41.4mg／LTN为39.5mg／L-54.8mg／L、TP为3.92mg／L-2.69mg／L、SS为75mg／L-146mg／L的条件下,向一体式A-BAF反应器反硝化区中投加约2.27gNa2HPO4·12H2O和1.78g MgCl2·6H2O,对原水进行化学沉淀法与生物法同步处理,出水各水质指标均达到了《国家城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准。“一体式A-BAF工艺”和“磷酸铵镁沉淀法协同一体式A-BAF工艺”用于处理经济开发区工业园区污水处理厂初沉池出水,使出水TN、TP、SS同时达到《国家城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准,达到了预期目标,是一种可持续污水处理工艺,有较好的应用前景。

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