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2019

生物膜脱氮工艺的参数优化

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生物膜脱氮工艺的参数优化

氮是引起水体富营养化的最小限制因子，减少水体中氮的含量对水体污染防治具有重要作用。因此，随着国家和地方污水排放标准日益提高，对氮的排放要求也更加严格。目前，我国污水处理厂普遍存在进水有机物浓度较低、总氮较高，反硝化碳源不足、脱氮效率低的现象。尽管短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等新型生物脱氮技术在低C/N比污水的脱氮上具有明显的优势，但由于其需要较高的自控技术和管理水平，目前该工艺大多只在某些特定污水中得到应用。长期以来，鉴于在实际应用中积累的大量经验和简单的控制方法，传统生物脱氮技术（硝化/反硝化）仍然是污水脱氮的最佳途径。但针对排放量较大的低碳氮比市政污水，单纯采用传统污水处理技术很难实现达标排放。因此，急需一种广泛适用于低碳氮比污水处理的高效生物脱氮工艺。
悬浮填料生物膜工艺是一种新型的生物膜反应工艺，可通过填料上附着的生物膜提高传统活性污泥工艺的工作效率。由于填料内同时存在好氧区和厌氧区，因此在同一反应器中能够实现同步硝化反硝化。与传统脱氮工艺相比，生物膜工艺具有微生物种类丰富、剩余污泥少、占地面积小、脱氮效率高和运行费用低等优点。但目前该工艺在运行能力和污水处理稳定性等方面存在问题，限制了其在工程中的应用与推广。
为保证该工艺在处理不同市政污水时能稳定达标，需进行运行参数的调节和优化。为此，我司研发人员构建了由缺氧和好氧组成的一体化A/O生物膜反应器，将传统的连续流A/O工艺与生物膜技术结合，在系统中固定填料，促进生物膜生长，提高系统的生物量。我司首先采用人工配水的方式对反应器中的内回流比、HRT、温度等参数进行调节，分析该工艺处理低C/N比污水的最佳运行参数及脱氮特性。然后采用不同的实际市政污水对其相关参数进行优化，最大限度地提高该系统对总氮的去除率，为低耗、高效脱氮技术的工程应用提供借鉴。
此外，针对该工艺，我司提出了半短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺，深入探讨了好氧池内的同步硝化和反硝化机理，将好氧池内具有硝化和厌氧氨氧化活性的生物膜作为生物载体，应用于低C/N比的污水脱氮处理，为生物膜系统的工程化推广提供新思路。
目前，针对不同来源的市政污水，我司通过大量实验数据的分析，已完成相关运行参数的调节与优化，大幅度降低了低C/N比污水的外源碳源投加量。下一阶段将进行中试试验的验证与相关技术的推广。