1、污水中生物降解有機物對脫氮除磷的影響

可生物降解有機物對脫氮除磷有著(zhù)十分重要的影響,它對A2/O工藝中的三種生化過(guò)程的影響是復雜的、相互制約甚至是相互矛盾的。 在厭氧池中,聚磷菌本身是好氧菌,其運動(dòng)能力很弱,增殖緩慢,只能利用低分子的有機物,是競爭能力很差的軟弱細菌。但由于聚磷菌能在細胞內貯存PHB和聚磷酸基,當它處于不利的厭氧環(huán)境下,能將貯藏的聚磷酸鹽中的磷通過(guò)水解而釋放出來(lái),并利用其產(chǎn)生的能量吸收低分子有機物而合成PHB,在利用有機物的競爭中比其它好氧菌占優(yōu)勢,聚磷菌成為厭氧段的優(yōu)勢菌群。因此,污水中可生物降解有機物對聚磷菌厭氧釋磷起著(zhù)關(guān)鍵性的作用。所以,厭氧池進(jìn)水中溶解性磷與溶解性有機物的比值(S-P/S-BOD)應在0.06之內,且有機物的污泥負荷率應> 0.10 kgBOD5/kgMLSS·d。

在缺氧段,異養型兼性反硝化菌成為優(yōu)勢菌群,反硝化菌利用污水中可降解的有機物作為電子供體,以硝酸鹽作為電子受體,將回流混合液中的硝態(tài)氮還原成N2而釋放,從而達到脫氮的目的。污水中的可降解有機物濃度高,則C/N比高,反硝化速率大,缺氧段的水力停留時(shí)間HRT短,一般為0.5~1.0 h即可。反之,則反硝化速率小,HRT需2~3 h?？梢?jiàn)污水中的C/N比值較低時(shí),則脫氮率不高。通常只要污水中的COD/TKN>8時(shí),氮的去除率可達80%。

在好氧段,當有機物濃度高時(shí)污泥負荷也較大,降解有機物的異養型好氧菌超過(guò)自養型好氧硝化菌,使氨氮硝化不完全,出水中NH+4-N濃度急劇上升,使氮的去除效率大大降低。所以要嚴格控制進(jìn)入好氧池污水中的有機物濃度,在滿(mǎn)足好氧池對有機物需要的情況下,使進(jìn)入好氧池的有機物濃度較低,以保證硝化細菌在好氧池中占優(yōu)勢生長(cháng),使硝化作用完全。對此,好氧段的污泥負荷應<0.18 kgBOD5/kgMLSS·d。

由此可見(jiàn),在厭氧池,要有較高的有機物濃度;在缺氧池,應有充足的有機物;而在好氧池的有機物濃度應較小。

2、污泥齡ts的影響

A2/O工藝污泥系統的污泥齡受二方面的影響。首先是好氧池,因自養型硝化菌比異養型好氧菌的*小比增殖速度小得多,要使硝化菌存活并成為優(yōu)勢菌群,則污泥齡要長(cháng),經(jīng)實(shí)踐證明一般為20~30 d為宜。但另一方面,A2/O工藝中磷的去除主要是通過(guò)排出含高磷的剩余污泥而實(shí)現的,如ts過(guò)長(cháng),則每天排出含高磷的剩余污泥量太少,達不到較高的除磷效率。同時(shí)過(guò)高的污泥齡會(huì )造成磷從污泥中重新釋放,更降低了除磷效果。所以要權衡上述二方面的影響,A2/O工藝的污泥齡一般宜為15~20 d。

3、DO的影響

在好氧段,DO升高,硝化速度增大,但當DO>2mg/L后其硝化速度增長(cháng)趨勢減緩,高濃度的DO會(huì )抑制硝化菌的硝化反應。同時(shí),好氧池過(guò)高的溶解氧會(huì )隨污泥回流和混合液回流分別帶至厭氧段和缺氧段,影響厭氧段聚磷菌的釋放和缺氧段的NO-x-N的反硝化,對脫氮除磷均不利。相反,好氧池的DO濃度太低也限制了硝化菌的生長(cháng)率,其對DO的忍受極限為0.5~0.7 mg/L,否則將導致硝化菌從污泥系統中淘汰,嚴重影響脫氮效果。所以根據實(shí)踐經(jīng)驗,好氧池的DO為2 mg/L左右為宜,太高太低都不利。

在缺氧池,DO對反硝化脫氮有很大影響。這是由于溶解氧與硝酸鹽競爭電子供體,同時(shí)還抑制硝酸鹽還原酶的合成和活性,影響反硝化脫氮。為此,缺氧段DO<0.5 mg/L。

在厭氧池嚴格的厭氧環(huán)境下,聚磷菌才能從體內大量釋放出磷而處于饑餓狀態(tài),為好氧段大量吸磷創(chuàng )造了前提,從而才能有效地從污水中去除磷。但由于回流污泥將溶解氧和NO-x帶入厭氧段,很難保持嚴格的厭氧狀態(tài),所以一般要求DO<0.2 mg/L,這對除磷影響不大。

4、混合液回流比RN的影響

從好氧池流出的混合液,很大一部分要回流到缺氧段進(jìn)行反硝化脫氮?；旌弦夯亓鞅鹊拇笮≈苯佑绊懛聪趸摰Ч?回流比RN大、脫氮率提高,但回流比RN太大時(shí)則混合液回流的動(dòng)力消耗太大,造成運行費用大大提高。根據A2/O工藝系統的脫氮率η與混合液回流比RN的關(guān)系式η=RN1+RN(%)可以得到二者之間相互關(guān)系。

5、污泥回流比R

回流污泥是從二沉池底流回到厭氧池,靠回流污泥維持各段污泥濃度,使之進(jìn)行生化反應。如果污泥回流比R太小,則影響各段的生化反應速率,反之回流比R太高,A2/O工藝系統中硝化作用良好,反硝化效果不佳,導致回流污泥將大量NO-X-N帶入厭氧池,引起反硝化菌和聚磷菌產(chǎn)生競爭,因聚磷菌為軟弱菌群,所以反硝化速度大于磷的釋放速度,反硝化菌搶先消耗掉快速生物降解的有機物進(jìn)行反硝化,當反硝化脫氮完全后聚磷菌才開(kāi)始進(jìn)行磷的釋放,這樣雖有利于脫氮但不利于除磷。據報道,厭氧段NO-X-N<2 mg/L,對生物除磷沒(méi)有影響,當COD/TKN>10,則NO-X-N濃度對生物除磷也沒(méi)有多大影響。

相反,如果A2/O工藝系統運行中反硝化脫氮良好,而硝化效果不佳,此時(shí)雖然回流污泥中硝態(tài)氮含量減少,對厭氧除磷有利,但因硝化不完全造成脫氮效果不佳。

權衡上述污泥回流比的大小對A2/O工藝的影響,一般采用污泥回流比R=(60~100)%為宜,*低也應在40%以上。

6、TKN/MLSS負荷率的影響

好氧段的硝化反應,過(guò)高的NH+4-N濃度對硝化菌會(huì )產(chǎn)生抑制作用,實(shí)驗表明TKN/MLSS負荷率應<0.05 kgTKN/kgMLSS·d,否則會(huì )影響氨氮的硝化。

7、水力停留時(shí)間HRT的影響

根據實(shí)驗和運行經(jīng)驗表明,A2/O工藝總的水力停留時(shí)間HRT一般為6~8 h,而三段HRT的比例為厭氧段∶缺氧段∶好氧段=1∶1∶(3~4)。

8、溫度的影響

好氧段,硝化反應在5~35℃時(shí),其反應速率隨溫度升高而加快,適宜的溫度范圍為30~35℃。當低于5℃時(shí),硝化菌的生命活動(dòng)幾乎停止。有人提出硝化細菌比增長(cháng)速率μ與溫度的關(guān)系為:μ=μ0θ(t-20),式中μ0為20℃時(shí)*大比增長(cháng)速率,θ溫度系數,對亞硝酸菌θ為1.12、對硝酸菌為1.07。

缺氧段的反硝化反應可在5~27℃進(jìn)行,反硝化速率隨溫度升高而加快,適宜的溫度范圍為15~25℃。

厭氧段,溫度對厭氧釋磷的影響不太明顯,在5~30℃除磷效果均很好。

9、pH值的影響

在厭氧段,聚磷菌厭氧釋磷的適宜pH值是6~8;在缺氧反硝化段,對反硝化菌脫氮適宜的pH值為6.5~7.5;在好氧硝化段,對硝化菌適宜的pH值為7.5~8.5