低碳源城市污水厂碳源优化利用运行模式探究

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1、低碳源城市污水厂碳源优化利用运行模式探究摘要：采用中试规模试验，利用物质平衡分析方法，追踪碳源在各个季节不同工艺条件下的分配和利用情况，以求掌握控制碳源分配的关键性参数，从而建立基于碳源利用的污水厂优化运行模式.在原水年均COD，NH+4-N，TN和TP浓度分别为129，25.6，31.5和3.38mg/L，C/N值和C/P值分别为4.3和39.5的条件下，冬季宜采用倒置A2/O工艺，春季宜选用改良型A2/O工艺，夏季宜选用预缺氧+倒置A2/O工艺，秋季宜选用低氧/常氧交替的预缺氧+倒置A2/O

2、工艺，此时出水带走的COD占系统输入总量的26.1%～29.4%，同化COD比例为27.5%～36.2%,直接好氧氧化的COD比例为4%～22.2%，用于反硝化脱氮的COD比例为14.8%～33.6%，用于聚磷菌超量储磷的COD比例为3.05%～6.9%，出水除总磷指标外，可以达到GB18918-2002一级B标准.碳源分配的优劣可以作为污水厂工艺筛选和参数调整的重要依据.关键词：活性污泥法；污水处理；碳源分配；A2/O工艺；低碳源污水中图分类号：X703.15文献标识码：A中国南方一些地区城市污水的有机污染

3、物浓度偏低，而氮、磷浓度相对较高［1］，由于碳源不足而限制了营养盐去除效率的提高［2］.针对城市污水处理厂进水有机物比例偏低的问题，可以通过外加碳源，常用的碳源有甲醇、乙酸、乙酸钠、葡萄糖等［3］；另外通过调节污水厂工艺参数［4］或改良现有工艺［5－6］，能够在一定程度上提高营养盐的去除效率.但是现阶段大多数针对低碳源问题的研究过程和工程实践都将污水处理工艺作为“黑箱”对待，从相对宏观的角度来考察污水厂的整体表现，很少从微观的角度，利用物质平衡的分析方法详细地追踪碳源的具体去向和利用情况，更没有分

4、析工艺调整对碳源分配和利用过程的影响.由此在污水厂工程设计和运行过程中，缺乏精确的指导性参数，无法进行精细化设计和调控.本文采用中试规模试验，利用物质平衡分析方法，追踪碳源在各个季节不同工艺条件下的分配和利用情况，以求掌握控制碳源分配的关键性参数，从而建立基于碳源利用的污水厂优化运行模式.5脱氮和除磷的COD分配比较合理，同化的COD所占比例较高，也有利于磷的同化去除.工况1条件下用于脱氮的COD所占比例过高，影响了磷的去除.工况2条件下碳源分配也比较合理，但是用于脱氮的COD所占比例略低，氮的去除不够理想.工况4条件下

5、直接氧化的COD比例过高，碳源没有得到充分利用.春季时段3种工况条件下出水COD所占比例与冬季时段相同，约为20%～25%.比较而言，工况3（改良型A2/O）条件下碳源利用率较高，被直接氧化的COD仅有18.1%；用于脱氮除磷的COD分配较为合理，出水水质最好，是春季时段值得推荐的工艺.而工况1被氧化的COD比例较高，碳源浪费严重，工况2用于除磷的COD太低，导致磷的去除不够理想.值得注意的是工况3较高的同化COD比例也有利于磷的去除.在夏季时段改良型A2/O工艺和预缺氧+倒置A2/O工艺的碳源分配情况基

6、本相似，出水COD占系统输入COD总量的26%左右.从碳源分配的角度来看，改良型A2/O工艺和预缺氧+倒置A2/O工艺均适宜于夏季时段采用，两者对污染物的去除效率没有明显优劣之分，但是，由于取消了内回流，预缺氧+倒置A2/O工艺的能耗远远低于改良型A2/O工艺，而且使用的设备更少，操作更加简洁明了，所以在夏季时段推荐采用预缺氧+倒置A2/O工艺.5秋季阶段的影响碳源分配的主要因素为DO浓度，相比较而言工况3（低氧/常氧交替的预缺氧+倒置A2/O）的碳源分配最好，工况1次之，工况2条件下的碳

7、源分配最差.另外，即使工况2条件下用于脱氮的COD所占比例为27.3%，略低于其他2种工况（34.7%和33.6%），但是其总氮去除效率最高.由此可见，通过实现短程硝化反硝化，可以利用相对较少的碳源达到更高的脱氮效率，对于碳源受限的城市污水处理来说具有重要意义.3结论1）中国南方许多城市污水处理厂存在碳源受限以及进水水质水量波动的双重不利影响，设计时可以采用灵活多变的反应器形式，以实现不同季节条件下的工艺切换和参数调整，从而达到有限碳源充分利用的目的2）在低碳源污水厂工艺选择和运行模式调整时，碳源的合理分配和有效利用可以

8、作为重要的评价依据，碳源利用最好的工艺也必然表现出更加优良的出水水质3）在本试验的进水水质和气候条件下，春季宜采用改良型A2/O工艺运行，夏季宜采用预缺氧+倒置A2/O工艺，秋季宜采用低氧/常氧交替运行的倒置A2/O工艺，冬季宜采用倒置A2/O工艺