2024年12月22日

碳源和污泥龄犹如生态旅游的两大探险路线对A2O工艺脱氮除磷的旅程产生深远影响

碳源和污泥龄的调控对于A2O工艺中的脱氮除磷至关重要。通过对不同C/N比和污泥龄(SRT)的影响进行研究,我们发现,1) 不同的碳源类型对去除总氮(TN)影响不大,但对去除总磷(TP)有较大的影响;2) 中进水C/N值应控制在4.6~6.8之间;3) 污泥龄为12天时,脱氮除磷效果最佳。

A2O工艺是一种高效的脱氮除磷技术,它结合了厌氧、好氧和反硝化三个过程,以实现高效去除污水中含有的氮和磷。此外,这个系统还需要合理地调整碳源供应与污泥年龄以达到最佳运行状态。

研究表明,不同的碳源类型会对厌氧段有机物消耗率产生影响,从而间接地影响到放磷过程。在实验中,采用乙酸或丙酸作为碳源,对于TN去除率没有显著差异,但对于TP去留率却有所区别,说明了不同的碳源可能会导致聚磷菌生长环境的变化,从而直接或间接地影响到TP的去留效果。

除了碳源之外,进水C/N比也是一个关键因素。它不仅关系到硝化菌与异养菌竞争底物的问题,也关系到硝化反应与反硝化反应之间相互抑制的问题。通过实验我们发现,当进水C/N值小于6.8时,其TN 去留率随着C/N值增加而提高。当其超过6.8时,则开始下降。这是因为低于这个范围下,由于缺氧条件下的反硝化发生在厌氧释放前,因此当C/N增大后可提供更多适宜反硕质细菌生长所需的CO2,这样可以提高整个系统的排放速率并最终提高TN 去留效率。而当其超过此范围后,由于好氧条件下的异养细菌利用大量CO2进行呼吸作用,使得能量转移途径改变,最终导致了减少。

另外,对于SRT(solid retention time,即固体保持时间,即即“活性污泥”储存时间),我们也做了一系列测试。结果显示,在SRT为12d时,可以得到最好的脱氮及分离效果。这主要是因为短SRT下,有机物未能完全被吸收且进入缺氧区,因而抑制了DNPAOs (缺气环境中的吸收型二级代谢产物细菌) 对细胞内PHB (三羧酸类脂肪酸酯) 的利用,而长SRT则使得DNPAOs能够更有效地利用PHB来完成其功能,从而获得更好的排放效果。但同时过长SRT则会导致PAOs (好空环境中的吸收型二级代谢产物细菌) 对PHB含量限制造成问题,因为过多余份PHB将无法进入好空区域由PAOs再次使用,并因此进一步减少排放能力。

综上所述,将A2O工艺运行优化至进水C/N为4.6~6.8以及污泥龄为12d,可达到最佳脱氮及分离效果。本文还强调了解决这一矛盾是一个复杂的问题,其中要考虑的是如何平衡这些不同微生物群落之间共生共荣,以及如何确保它们都能得到必要条件以便发挥各自作用。这涉及到了多方面因素,如流动速度、pH值、温度等,以及如何设计出一种既能满足所有微生物群落需求,又能够保证整体系统稳定运作的情景。在实际工程应用中,要根据具体情况灵活调整这些参数,以达到最大限度减轻环境负担,同时保障处理能力的一致性和可靠性。