论文部分内容阅读
近年来，中国经济的高速发展伴随着日益严重的环境问题。其中水环境污染正逐渐成为制约中国可持续发展的重要因素。国家逐步加大对污水处理和水污染控制的投入，全国各地建立了大量的污水处理厂，其中超过90％采用活性污泥法。但活性污泥法面临着污泥膨胀的问题，它会造成活性污泥的大量流失、处理效果急剧恶化，一旦发生难以控制。传统应对污泥膨胀的思路是调控和限制，彭永臻教授首次创造性的提出，通过低溶解氧引发污泥微膨胀，以达到节约能耗并改善水质的目的。到目前为止，关于丝状菌微膨胀的研究还较少，其启动和维持方法，微膨胀下不同工艺的处理性能尚有待研究。因此，本课题尝试在UCT分段进水工艺中启动并维持丝状菌微膨胀，在此基础上考察该工艺的脱氮除磷性能，为污泥微膨胀理论在实际工艺中的应用提供参考。 本文首先通过控制进水负荷和溶解氧浓度，在UCT分段进水工艺和UCT工艺中启动并维持丝状菌微膨胀，并在此基础上对比了两种工艺处理生活污水的性能。在进水负荷0.15kgCOD/(kgMLSS·d)，DO浓度0.5mg/L，在UCT分段进水和UCT工艺中启动污泥微膨胀，并在进水负荷为0.3kgCOD/(kgMLSS·d)，DO浓度为1.0mg/L的工况下维持120天。在污泥微膨胀条件下，两种工艺均具有良好的有机物代谢能力和脱氮除磷性能，出水达到国家一级A标准，其中UCT分段进水工艺在脱氮性能方面表现相对更好。 根据底物选择理论，有机负荷是影响污泥沉降性能的重要因素。同时，有机负荷也对工艺的运行性能有着重要影响，那么已经发生丝状菌微膨胀的UCT分段进水工艺在怎样的进水有机负荷下具有最佳的处理效果有待研究，因此在接下来的试验中，通过控制不同进水有机负荷，考察污泥微膨胀条件下的UCT分段进水工艺的脱氮除磷性能，以确定其最佳的运行有机负荷。结果发现，在有机负荷为0.5 kgCOD/(kgMLSS·d)是，工艺具有最佳的有机物去除能力和脱氮除磷性能，出水达到国家一级A排放标准，且具有相对稳定的污泥沉降性能。 不同的污泥种类具有不同的反硝化除磷性能，为了探究在UCT分段进水工艺中培养的微膨胀污泥的反硝化除磷性能，本课题通过批次试验研究了不同浓度NH4+-N和NO2--N对反硝化除磷性能的影响，并测定了不同沉降性污泥的氨氧化和亚硝氧化速率。结果发现，进水NH4+-N的存在会造成NO2--N的积累，NO2--N的积累会对好氧吸磷产生抑制作用，当NO2--N浓度超过1Omg/L时抑制效果显著，而造成NO2--N积累的原因是丝状菌微膨胀条件下，污泥氨氧化和亚硝氧化速率的差，氨氧化速率为3.22mg/(g·h)，亚硝氧化速率为0.83mg/(g·h)。 最后，由于污泥膨胀的影响因素很多，污泥微膨胀的维持并不容易，因此当UCT分段进水工艺的微膨胀状态发生恶化时，如何有效遏制污泥膨胀的恶化值得关注。本课题通过控制进水有机负荷、溶解氧浓度以及进水方式尝试控制污泥膨胀，结果发现控制进水有机负荷和提高曝气量很难有效遏制膨胀恶化，而提高首段进水量是一种有效的手段。