侧流除磷工艺在城市污水厂中的应用

侧流除磷工艺在城市污水厂中的应用袁泉杜联盟陈俊杰摘要：根据侧流除磷工艺在城市污水厂中的应用实践,探索了生物除磷与化学除磷相结合的侧流除磷工艺的应用规律,总结了在工程应用中为工艺稳定运行所采取的一些措施和方法。1侧磷除磷工艺的工作原理侧流除磷工艺将生物除磷与化学除磷相结合,工艺的主流部分为常规的活性污泥法曝气池(或者A/O、A2/O工艺等),活性污泥混合液中的微生物在曝气池中摄取磷后,在二沉池内沉淀分离,污泥回流到曝气池入口,回流污泥的一部分(约为进水流量的10%～20%)旁流进入处于厌氧状态的生物释磷池,污泥在厌氧池中停留3～8h聚磷菌可以吸收发酵产物而放磷,也可因菌体自溶而放磷,生物释磷池排出的已经充分释磷的污泥重新回流到曝气池,重复上述过量吸磷的过程,而生物释磷池上清液溢流至化学除磷池,其中所富含的溶解性磷则用石灰石(或者铁盐等)通过化学作用以沉淀的方式分离,最终经污泥脱水去除,而这就是生物除磷和化学除磷相结合的侧流除磷(Phsostrip)工艺(见图1)。与其它化学除磷工艺相比较,由于只占总流量一小部分的废水需加药处理,所以大大减少了化学药剂的投加量和化学污泥量。在实践中,将侧流除磷工艺与倒置的A2/O工艺相结合,出水PO43-浓度可保证稳定在0.3mg/L以下。2侧流除磷工艺在城市污水处理厂中的运行效果2.1侧流除磷工艺对污水中磷的整体去除效果采用侧流除磷工艺的城市污水处理厂的处理能力为20000m3Pd,运行效果见表1。表1侧流除磷工艺运行效果mg/L项目CODCrBOD5SSNH3-NPO43-进水210.5～390.4109.1～173.399.4～383.815.2～39.64.17～11.7出水14.9～32.01.4～8.52.5～9.15.5～9.70.07～0.24工艺系统每天除磷的总量为68～237kg(以PO43-计),平均为101.5kg(以PO43-计),而侧流除磷工艺单元除磷的总量为34～125kgPd(以PO43-计),平均为55.3kg/d,占每天除磷总量的54.5%,说明侧流除磷工艺对磷的去除起着非常重要的作用。2.2各工艺单元对磷的去除效果图2是倒置的A2/O工艺系统中各工艺单元PO43-浓度的变化曲线,从图中可以看出,PO43-在厌氧池中得到了较好的释放,PO43-浓度上升很快,最高时可达13.2mg/L,而在生物释磷池PO43-得到了更好的释放,生物释磷池上清液中PO43-浓度最高时可达25.4mg/L,这2部分充分释磷的污泥在曝气池中摄磷效果非常良好,曝气池出口的PO43-的浓度只有0.03mg/L,而生物释磷池释放出来的PO43-再通过化学法从系统中彻底分离出来,这样就不必通过大量排泥来除磷,解决了因污泥龄的制约因素,而不能兼顾脱氮和除磷的问题。3侧流除磷工艺的控制要点为保证释磷充分释放,必须严格控制生物释磷池的厌氧条件,要使其既无分子态的氧,也无NO3-等化合态的氧存在,但实际运行中,回流污泥中的溶解氧一般在0.5～1.0mg/L左右,并且含有少量的NO3-等,为此必须保证下面几个控制要素。3.1污泥在生物释磷池中的停留时间保证污泥在生物释磷池中充分的停留时间,可以使溶解氧、NO3-等与有机物充分的发生反应,创造良好的厌氧条件,使释磷充分进行,在运行中经过试验逐步摸索污泥在生物释磷池中最佳的停留时间,见图3。3.2生物释磷池中污泥对有机物的需求因回流污泥中含有一定量的溶解氧、NO3-等,有机物必须在与这些物质发生反应后,才会被磷细菌所利用,中国城镇水网并且,聚磷菌对磷的释放和摄取很大程度上取决于起诱导作用的有机物;如果有机物含量不足,其除磷效果将下降。但是回流污泥中的有机物的含量已经很低,所以,将初沉池的污水直接引入生物释磷池,保证了生物释磷池中污泥对有机物的需求。3.3生物释磷池中泥水分界面的控制在生物释磷池中,保证池中具有一定的污泥总量,才能控制污泥在生物释磷池中的的停留时间,因此要保证池中污泥与清水的分界面(即泥位)稳定维持在水面以下0.5～1.0m,才能具有良好的释磷效果。3.4表面负荷的选择必须维持生物释磷池的进泥流量在一定的范围内,即在保证一定的水力负荷条件下,在池中才能够形成稳定、清晰的泥位。同样,化学除磷池的水力负荷如果太高,会有一些化学污泥带出来,也会影响除磷效果。3.5化学除磷药剂的选择采用聚合硫酸铁作为化学除磷的药剂,聚合硫酸铁的投加量需根据生物释磷池的出水情况通过实验确定,铁盐投加量与除磷效率的变化如图4所示,在找到铁盐的最佳投量后,因为生物释磷池出水还含有一定量的悬浮物,所以,在找到铁盐的最佳投量后,必须投加过量的化学药剂才能保证除磷效果。4结语与单纯的生物除磷方法相比,侧流除磷工艺不但除磷效果良好稳定,而且解决了脱氮与除磷的矛盾。侧流除磷工艺中,由于有很大一部分的磷通过化学除磷彻底从生化系统中去除,后续工艺厌氧释磷的问题大大缓解,并且不需要完全通过排泥来除磷,增强了除磷工艺运行的稳定性,在实践中,将侧流除磷工艺与倒置的A2/O工艺相结合,出水PO43-可保证稳定在0.3mg/L以下。生物脱氮工艺需要反应时间长、污泥龄长、排泥量小,而生物除磷需要水力停留时间短、污泥龄短、排泥量大,城市污水处理厂在实际的生产运行中水量、水质变化都很大,很难找到两者的交叉点,所以总是顾此失彼,将侧流除磷工艺与倒置的A2/O工艺相结合后,除磷效果得到了保证,倒置的A2/O的主工艺流程中只需考虑满足生物脱氮所需要的工况即可,解决了脱氮与除磷的矛盾。参考文献1牛学义.Phostrip侧流除磷工艺及其应用实例.给水排水.2002.11:8～12.2徐乐中.生活污水化学除磷投药量的计算.苏州城建环保学院学报.1994.2:60～65.3王弘宇,杨开,贾文辉.废水生物除磷技术及其研究进展.环境技术.2002.2:38～42中国城镇水网