專利名稱：倒置a的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域污水生物處理系統(tǒng)工藝優(yōu)化控制。
背景技術(shù)：
倒置A2/O即缺氧-厭氧-好氧工藝。缺氧區(qū)放在工藝最前端，厭氧區(qū)置后。與傳統(tǒng)理論關(guān)于生物除磷機理的認(rèn)識不同，倒置A2/O工藝認(rèn)為，聚磷微生物在厭氧條件下的釋磷，是微生物當(dāng)環(huán)境中存在某些易降解基質(zhì)(如VFA等)時的一種自然的代謝現(xiàn)象。即使是在缺氧或好氧狀態(tài)，只要有較多的此類物質(zhì)存在，微生物同樣會表現(xiàn)出釋磷行為。就聚磷微生物過度吸磷能力而言，厭氧環(huán)境是必要的，而且具有十分重要的作用。在一定范圍內(nèi)，厭氧歷時越長，厭氧的程度越充分，微生物過度吸磷的動力越大。而微生物厭氧有效釋磷水平本身并不對其過度吸磷能力具有決定性影響。通過試驗表明，將常規(guī)生物脫氮除磷工藝系統(tǒng)的厭氧、缺氧環(huán)境倒置，可明顯改善系統(tǒng)的氮磷脫除效果。倒置工藝的提出，突破了傳統(tǒng)思維，對促進生物除磷脫氮機理的突破有一定的理論意義，其理論主要內(nèi)容是①缺氧區(qū)位于工藝首端，一方面優(yōu)先滿足反硝化碳源的需要，因而提高了系統(tǒng)的脫氮性能，另一方面使硝酸鹽在前置的缺氧段充分反硝化，保證了后面良好的厭氧環(huán)境，提高釋磷的充分性；②取消了內(nèi)回流，所有的回流污泥全部經(jīng)過完整的厭氧釋磷與好氧吸磷過程，具有“群體效應(yīng)”，同時聚磷菌經(jīng)過厭氧釋磷后直接進入生化效率高的好氧環(huán)境，使其在厭氧狀態(tài)下形成的吸磷動力得到充分利用，進一步提高了系統(tǒng)的除磷能力；③因為只有一套污泥回流系統(tǒng)，工藝流程簡化，運行管理方便，占地面積減少；④最重要的是缺氧-厭氧-好氧工藝的流程與規(guī)模要求與傳統(tǒng)處理工藝更加接近，方便在老廠改造，具有推廣應(yīng)用優(yōu)勢。
由于我國的城市污水中C/N比普遍偏低，回流硝酸鹽對生物除磷的不利影響尤其明顯；就滿足國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)來說，除磷的要求高，氨氮和總氮去除要求不太高，因此，倒置A2/O工藝非常適合這種需求。倒置A2/O工藝雖然解決了硝酸鹽的問題，但工藝還存在以下不足首先存在活性污泥法的一些通病，如低溫條件下系統(tǒng)硝化功能將大幅度降低；C/N與C/P值過低時脫氮除磷效果將受到影響；有毒有害廢水會大大影響工藝的處理效果等；其次，有關(guān)脫氮除磷泥齡矛盾、好氧段同步硝化反硝化作用及其對系統(tǒng)除磷脫氮的影響、污泥回流比的選擇對實際污水廠改造的影響以及改造前后系統(tǒng)能耗變化等方面的研究都還有待深入。因此，要進一步提高脫氮除磷效果必須對倒置A2/O工藝做出改進。

發(fā)明內(nèi)容
由于我國城市污水中C/N比普遍偏低，本發(fā)明目的是針對污水廠進水碳源不足的現(xiàn)實情況，為了提高工藝脫氮除磷效果，調(diào)節(jié)進水C/N比為7、相應(yīng)C/P比為75，考察系統(tǒng)氮、磷去除的效果。
倒置A2/O脫氮除磷工藝優(yōu)化控制方法，其特征在于，調(diào)節(jié)進水C/N比為7、相應(yīng)C/P比為75。
結(jié)果表明當(dāng)進水TP、NH4+-N分別為3.9mg/L、41.04mg/L時，調(diào)節(jié)進水C/N比為7、相應(yīng)C/P比為75后，系統(tǒng)出水TP、NH4+-N分別為0.21mg/L、0.69mg/L，出水的N、P均達到國家一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，其中TP去除率95％，NH4+-N去除率98.3％，TN去除率66.5％。


圖1碳源濃度對系統(tǒng)TP的影響圖2碳源濃度對NO3--N的影響圖3碳源濃度對NH4+-N的影響圖4碳源濃度對氨氮和總氮去除率的影響具體實施方式
在缺氧/厭氧區(qū)水力停留時間101min；好氧區(qū)水力停留時間為385min，回流比120％的反應(yīng)條件下，調(diào)節(jié)進水C/N比為7，相應(yīng)的C/P比75，考察連續(xù)流系統(tǒng)的脫氮除磷效果。工藝其它參數(shù)二沉池沉淀時間83min；污泥齡8d；水溫22-25℃。為了更形象說明C/N比為7，相應(yīng)的C/P比75的有效處理效果，以C/N比為4，10，相應(yīng)的C/P比26，75為對比試驗進行分析說明。
得出以下結(jié)論①分析比較C/N比為4，7，10條件下的脫氮效果，得出C/N比7時的TN和NH4+-N的去除率最佳。
②分析與C/N比4，7，10相對應(yīng)的C/P比26，75，97的釋磷和聚磷效果，得出當(dāng)C/P比＞75時，厭氧階段釋磷量相差不大，變化很小，磷的去除效果相當(dāng)，都在95.0％以上。
③綜合各C/P比和C/N比的脫氮與除磷效果，總結(jié)出對于回流比R＝120％時，進水C/N比7，對應(yīng)的C/P比75時的處理效果最佳，TP去除率95％，NH4+-N去除率98.3％，TN去除率66.5％，出水的N、P均達到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
下面結(jié)合試驗數(shù)據(jù)詳細說明本發(fā)明1、碳源濃度對TP的影響圖1中表示在三種C/P值下，系統(tǒng)都出現(xiàn)了厭氧階段磷濃度上升(厭氧釋磷)，好氧階段磷濃度下降(好氧聚磷)的典型磷變化現(xiàn)象。C/P值相對越高，污泥在缺氧/厭氧區(qū)的釋磷量也相對變大。這一方面是因為聚磷菌吸收合成PHB越多，需要的能量越多，所以細胞內(nèi)水解聚磷的量和釋放的磷也就越多。另一方面因為充足的碳源可以很快減小回流污泥所帶來的硝氮對磷釋放的負面影響。當(dāng)C/P值分別為75和97時，兩者處理效果相當(dāng)，磷的去除率都在95％以上，出水TP＜0.5mgL，達到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。這表明在此工藝條件下，C/P值為75時已經(jīng)滿足工藝對磷的去除，C/P值為97時，碳源相對過剩。從圖1可以看出兩者在101min的缺氧-厭氧期間，釋磷效果很好；進入好氧階段后，在250min時吸磷已經(jīng)基本完成。其后吸磷能力進一步增強，TP濃度進一步降低，但磷的吸收速率明顯降低。但是當(dāng)C/P為26時，磷的去除效果不理想，去除率僅為40％。由圖1可看出C/P為26時，缺氧段一開始的磷含量低于進水，這是因為回流污泥中硝酸鹽濃度較高，由于碳源不足，反硝化階段脫氮不充分造成NO3--N的累積(如圖2所示)，影響了聚磷菌對PHB合成，發(fā)生了磷的吸收現(xiàn)象，因而影響除磷。
2、碳源濃度對N的影響圖2為不同的進水C/N值對NO3--N濃度的影響。C/N值越低，出水中的硝態(tài)氮濃度也越高。當(dāng)C/N為4時，缺氧反應(yīng)期間的硝態(tài)氮濃度急劇上升，觀察不到反硝化現(xiàn)象。這是因為回流至缺氧區(qū)的大量硝氮不能得到去除所致。分析原因是由于系統(tǒng)內(nèi)碳源不足，反硝化效果不好所導(dǎo)致，在厭氧結(jié)束時仍然有較多NO3--N剩余。而當(dāng)C/N為7、10時，在缺氧區(qū)一開始時，由回流污泥所帶來的NO3--N在得到充足的碳源后通過反硝化作用后，硝氮得到很好的去除，在40min時基本上被去除，并且當(dāng)進水C/N比越大時，NO3--N去除的速率越快。此后由于好氧段的硝化作用，NO3--N濃度都有增加，而C/N為4時，因為缺氧段殘留的NO3--N，致使其出水NO3--N高于其它C/N值系列，這個現(xiàn)象說明脫氮率降低是由碳源不足引起的。
圖3是不同進水C/N值下NH4+-N的沿程變化情況。在C/N為4和7時，氨氮的去除率都比較高，均在98％以上。由圖3可看出，缺氧段一開始的NH4+-N濃度下降，是因為污泥回流稀釋濃度和污泥吸附作用。隨著氨化作用的開始，NH4+-N濃度有所增加，隨后作為氮源參與細胞的同化作用而消耗。在好氧段因為硝化作用以及同化作用急劇減少，因而變化較大。不同的是當(dāng)C/N值10時，硝化效果不好，氨氮去除率低。分析其原因是當(dāng)增加碳源使C/N值10時，污水中COD濃度過高，利用有機物為營養(yǎng)的異養(yǎng)菌超過自養(yǎng)型的硝化細菌而占優(yōu)勢生長，所以這種情況下系統(tǒng)內(nèi)硝化作用不好，出水NH4+-N值急劇升高，從而影響總氮的去除效果。因此要嚴(yán)格控制進水的有機物濃度，在滿足缺氧區(qū)對有機碳需要的前提下，使進入好氧區(qū)的濃度較低，以便保證好氧區(qū)中自養(yǎng)型的硝化細菌占優(yōu)勢生長，使硝化作用完全。
由上述NH4+-N及NO3--N濃度的變化情況，試驗得出得到不同碳源濃度下的TN和NH4+-N的去除率，如圖4所示。
由圖3對NH4+-N的沿程變化情況的分析，除了C/N值10時由于硝化效果不好導(dǎo)致NH4+-N去除率低之外，C/N值4和7時的NH4+-N因為在缺氧以及厭氧階段作為氮源參與細胞的同化作用而有所消耗，隨后在好氧段因為硝化作用以及同化作用急劇減少，所以都有98％以上的去除率，兩者對NH4+-N的去除率效果相當(dāng)。但是TN去除率隨著C/N值的升高而有明顯升高，這是因為NOX--N的影響。C/N值10時因為NH4+-N轉(zhuǎn)化效果不好，出水NH4+-N高導(dǎo)致TN去除率低。
權(quán)利要求
1.一種倒置A2/O脫氮除磷工藝優(yōu)化控制方法，其特征在于，調(diào)節(jié)進水C/N比為7、C/P比為75。
全文摘要
倒置A
文檔編號C02F3/30GK101074137SQ20071011806
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者李軍, 宋瑋華, 楊曉冬 申請人:北京工業(yè)大學(xué)