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传统的生物除磷系统利用聚磷菌特殊的超量吸磷能力以排除富磷污泥的方式实现污水处理系统磷的去除,这种系统污泥龄通常较短,且污泥浓度往往较低。尤其是在COD浓度较低的情况下,这种现象更加明显。这种短的污泥龄和低的污泥浓度不利于生物脱氮过程的进行,使系统往往不能同时获得最佳的除磷脱氮效果。本研究提出采用生物脱氮,化学除磷的思想以实现污水处理系统中氮、磷的有效去除。生物系统的污泥龄由硝化反硝化过程决定以实现脱氮,除磷由投加化学药剂完成,脱氮和除磷过程分别由两个池子内完成。
试验研究中确定了SBR工艺生物脱氮运行模式,并对生物脱氮的相关影响因素进行了研究。研究表明,脱氮SBR系统的最佳运行工况为进水—曝气3h—缺氧2h—沉淀1h—排水排泥。在此运行工况下,污泥龄为18~23d时,脱氮SBR系统对COD、NH3-N、TN均具有较高的去除率。在进水COD为262.37~566.41mg/L、NH3-N为24~43.74mg/L、TN为38.56~54.75mg/L时,出水COD小于40mg/L、NH3-N小于1.5mg/L、TN小于20mg/L。系统对TP的去除也比较稳定,进水TP为6.57~10.4mg/L,出水为1.68~4.23mg/L。此外,长污泥龄条件下适宜于生物脱氮;温度为25~35℃时的去除有机物和脱氮的效果好于温度为12~18℃时;C/N越高,NH3-N的去除率越低,TN的去除率越高。
对脱氮SBR系统出水的化学除磷试验表明,除磷药剂CaCl2的最佳pH值为10~11,FeSO4·7H2O除磷效果最佳pH值为8~11,并且随着pH值升高,最佳投药量越来越少;pH值对FeCl3·6H2O除磷不是一个明显的影响因素,AlCl3反应的最佳pH为6~7。选用AlCl3作为除磷药剂,当生物脱氮SBR系统出水TP浓度为1.68~4.23mg/L,药剂投加量为20mg/L时,基本上都能满足出水TP浓度要求。
生物脱氮、化学除磷SBR工艺的应用,不仅能节约能耗满足脱氮除磷的要求,还有利于实现磷资源的回收,具有一定的实际应用价值。