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随着水环境污染加剧及公共环境意识的增强,我国制定了严格的污水氮磷排放标准以应对日趋严重的水污染,水资源短缺和水体环境的恶化已经严重限制了我国经济社会的高速发展,成为当前亟待解决的问题。折流板反应器与反硝化脱氮处理技术相结合研发出的新型反硝化除磷COD降解集成技术,与传统生物脱氮除磷工艺相比具有以下优势:(1)解决了不同菌类之间对有机碳源的竞争问题,能够最大化实现脱氮除磷;(2)以NO3--N为电子受体,减少系统的曝气量,降低剩余污泥产量,降低了能耗;(3)工艺简单,占地少,投资维护费用低;(4)性能可靠,抗负荷型强。该新型工艺的研发不仅是对节能环保技术发展一个新的尝试,而且为将来实际工业化应用提供可靠的技术支撑,本文主要研究成果如下: 1、通过对扬子石化公司37个排污口的全面采样分析和重点检测分析,总磷排放超标现象主要集中少数几个排污口,并呈现出常态化、高浓度排放现象,特别是对于一污水A-O系统、扬巴污水混合体和小扬巴这三个排污口。针对扬子石化污染源排查结果提出以下解决方案: (1)在A-O系统前增加一套化学除磷装置,采用预沉淀的方法,预沉淀方法实施时要做好动态检测,上源来水总磷偏高、超过了A-O系统的处理能力时,使用此方法降低污水中的总磷含量,或将A-O系统污水引入本课题组开发的两段厌氧反硝化脱氮除磷折流板集成装置进行生化处理,降低污水中的磷含量,使出水达标排放。 (2)通过分析小扬巴28的生产工艺,可以根据其现有废水处理工艺特点和装置,采用同时沉淀的方法,在二沉池进行化学除磷,可根据来水总磷含量确定投料量。考虑到废水中有大量可以用于回收利用的磷,在沉降池后增加一个贮存槽,储存来自EPS装置的高浓度废水,以备他用。 2、采用序批式反应器富集驯化硝化菌和反硝化聚磷菌能够缩短试验周期,且富集驯化的活性污泥能够快速适应试验新工艺。 (1)硝化菌富集驯化:经过三十多天的富集驯化硝化菌基本富集成功,氨氮从进水的27mg/L逐步到出水稳定在0.6mg/L,氨氮去除率高达97%。出水的硝态氮由刚开始的0.35mg/L逐步增加到23.12mg/L,氨氮的硝化率高达85%。由此基本可以看出硝化菌富集成功。 (2)反硝化聚磷菌富集驯化:反硝化除磷是以反硝化除磷菌为主体的脱氮除磷工艺,反硝化聚磷菌的富集驯化使工艺成功启动的关键。经过厌氧-好氧富集PAOs阶段和厌氧-缺氧富集DPBs阶段两阶段富集驯化,反硝化聚磷菌对于总磷去除率和硝酸盐的去除率均可以达到85%左右,为了使前期培养的菌类能够更加适应进水的相关指标的波动的冲击。 3、经过近20天的对装置的调试及启动,终沉池出水的COD、氨氮、总磷去除特性已经很明显、稳定,出水已经达到预期标准;装置采用A/O匀质池Ⅰ作为进水对其进行处理,其水质COD、氨氮及总磷存在一定波动,但是在启动期间对不同浓度的进水去除效果也相当稳定,说明整套装置的抗负荷性能很强,出水均已达到国家一级A排放标准。 4、在装置启动成功后,整个装置的运行稳定36d,未发生强烈波动,对于进水COD为207.7~353.76mg/L,氨氮≈11mg/L、TP为0.6mg/L~1.67mg/L,经本工艺处理后出水COD为28.8~47.32mg/L,氨氮几乎检测不到,TP浓度为0.07mg/L~0.21mg/L,COD的去除率为85%左右,氨氮的去除率几乎为100%,TP的去除率为86%,且经处理后的水质在稳定运行期间均达到预期目标(COD≤50mg/L、氨氮≤5mg/L、TP≤0.4mg/L)。 5、根据前期各排水口磷排查结果,有些排水口的总磷浓度高于A/O匀质池Ⅰ总磷浓度,为了考察本装置对于总磷浓度为3mg/L废水的处理特性,调整了厌氧预处理池的进水水质,使进水COD平均为280mg/L,氨氮为13mg/L,TP≈3mg/L,经过本工艺及其装置处理后,出水COD为29.7~44.7mg/L,NH4+-N几乎检测不到,TP为0.32~0.38mg/L,COD去除率平均在86%,NH4+-N去除率近100%,TP去除率在86%~89%,各项指标均达到了预期目标,出水达到国家排放一级A标准(GB18918-2002),进一步证实反硝化除磷新工艺的可行性。