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摘要：部分進水與回流污泥進入第一段缺氧區(qū)，而其余進水則進入第二段缺氧區(qū)。在反應(yīng)器中形成一個污染物濃度梯度。分段進水系統(tǒng)在不增加反應(yīng)池出流M LSS的質(zhì)量濃度的情況下，反應(yīng)器平均污泥濃度增加，終沉池的水力負荷與固體負荷沒有變化。同時系統(tǒng)中每一段好氧區(qū)產(chǎn)生的硝化液直接進入下一段的反硝化區(qū)進行反硝化，無需硝化液內(nèi)回流設(shè)施，反硝化區(qū)利用廢水中的有機物作為碳源，在不外加碳源的條件下，達到較高的反硝化效率。該工藝兼顧了除磷和反硝化對碳源的需求，提高系統(tǒng)除磷脫氮的整體效果，同時取消了硝化混合液的回流，與傳統(tǒng)A O工藝相比可節(jié)約1／3的能源。結(jié)果表明分段進水兩級A/O工藝有較好的脫氮除磷效果，當Q1／Q 2為2：1～ 1：1時，其TKN 去除率為80%以上,C0D去除率為90以上，PO43-去除率可達50%以上[1]。
論文關(guān)鍵詞：分段進水兩級A/O工藝,脫氮除磷,濃度梯度

　　0、引言

　　解決水體富營養(yǎng)化問題的關(guān)鍵，是對污水進行有效的脫氮除磷處理[2]．城市污水脫氮處理新工藝較多，但大多數(shù)工藝由于投資大、運行費用高或控制條件要求嚴等原因，難以發(fā)揮應(yīng)有的作用．分段進水兩級A/O工藝是日本提出的新標準活性污泥法的一種形式。新標準活性污泥法是好氧·缺氧組合的生物處理處理工藝，在好氧池中注入微氣泡氧氣輔助生物循環(huán)處理，可有效的去處BOD、COD、P、N等污染物。而分段進水兩級A/O工藝是促進硝化的活性污泥法，是一種分段進水的生物脫氮技術(shù)，是傳統(tǒng)A/O工藝的改良形式。理論上，在傳統(tǒng)A/O工藝處理城市污水中，生物脫氮效率與活性污泥回流比成正比，回流比大，進入反硝化區(qū)的硝酸鹽量增大，氮的去除率就會提高。為維持較高的脫氮效果，必須同時加大污泥回流量和硝化液回流量，但這樣勢必增加污水廠日常運行費用及硝化液回流給缺氧區(qū)帶入的溶解氧量，而溶解氧會大量消耗廢水中的易降解有機基質(zhì)，從而影響脫氮速率。為了克服傳統(tǒng) A/O 工藝的這一不足，Irvine and Ketchum，Jones 和 Dem uynck 等人提出采用短時缺氧與好氧交替操作來替代傳統(tǒng)的單段長時缺氧和好氧運行的新思路[3]。在此基礎(chǔ)上，Kayser 和 ATV 提出將進水量分成 2 (或者更多)等份，分別進入各段缺氧區(qū)。隨后，許多學者分別對此進行研究，提出根據(jù)進水水質(zhì)調(diào)整工藝各段進水流量分配、缺氧區(qū)與好氧區(qū)的容積、污泥齡以及污泥回流比等運行參數(shù)，形成分段進水生物脫氮工藝。圖1為分段進水兩級A/O工藝流程：

　　

　　

　　 1、實驗裝置及方法

　　1.1實驗裝置

　　試驗裝置由兩套A/O反應(yīng)器組成，材質(zhì)均為無色有機玻璃，裝置的總尺寸為350mm x120mm X150mm，反應(yīng)器的有效容積為6.3L，四個反應(yīng)器的體積比分別為缺氧池1：好氧池1：缺氧池2：好氧池2=1:2:1.5:2.5,兩個好氧池反應(yīng)器底部裝有2個砂芯微孔曝氣頭，通過氣泵供氧，缺氧段采用轉(zhuǎn)速為100 r／min的恒定轉(zhuǎn)速攪拌器。好氧狀態(tài)的DO為2～3mg／L；缺氧狀態(tài)的DO為0．03～0．45mg／L，出水接入二沉池。

　　污泥取自西安北石橋污水凈化中心氧化溝中的種泥，根據(jù)微生物生長對營養(yǎng)的要求，按照BOD ：N：P=100：5：1進行污泥馴化。污泥馴化采用好氧培養(yǎng)馴化，每天約曝氣20h。且每天更換新鮮污水。約15d后．觀察到污泥呈淺黃色．鏡檢結(jié)果顯示其中的原生動物大部分為鐘蟲和輪蟲．系統(tǒng)內(nèi)MLSS約為3000mg／L。且曝氣12h后CODcr與TN去除率分別達80％與60％以上時，即認為馴化結(jié)束。

　　1.2原水和水質(zhì)指標分析方法

　　試驗原水采用人工模擬污水，用隔夜的自來水加葡萄糖、淀粉、碳酸氫銨、尿素、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀等來模擬污水水質(zhì)。配制后水質(zhì)如表1所示。

　　表1 人工配水水質(zhì)

　　

　　水質(zhì)指標分析方法：CODcr：標準重鉻酸鉀法；TN、NH3一N：蒸餾和滴定法；NO3--N：酚二磺酸分光光度法；DO：YSI55型溶解氧儀；pH值：PHS一3C型酸度計；MLSS：105oC干燥減量法。

　　2、實驗結(jié)果與分析

　　當水力停留時間為5h,進水比分別為1：1和2：1時，對系統(tǒng)進行實驗

　　2．1進出水COD的變化

　　試驗過程中COD的去除效果見圖2。

　　

　　圖2 COD去除效果圖

　　從圖中可知，進水COD的濃度基本在300 mg／L-600 mg／L，出水COD的平均濃度小于50 mg／L ，平均去除率分別為91．03％，說明該工藝對COD具有較好的去除效果。進水的COD濃度波動較大而出水CO D濃度值比較穩(wěn)定，說明該工藝對有機物去除效果好且具有較強的耐沖擊負荷的能力。

　　2．2 進、出水NH3-N的變化

　　

　　圖3 氨氮去除效果圖

　　氨氮去除效果分析：

　　工況一：進水氨氮在19.4～33.7mg/L之間，平均氨氮濃度為25.4mg/L，波動較小，系統(tǒng)對氨氮的平均去除率為79.4%，出水氨氮濃度控制在1.3～8.1mg/L之間，平均出水氨氮濃度為5.2mg/L，出水較不穩(wěn)定，處理效果一般。

　　工況二：進水氨氮在13.2～30.9mg/L之間，平均氨氮濃度為21mg/L，水質(zhì)波動較大，系統(tǒng)對氨氮的平均去除率為87.7%，出水氨氮濃度控制在1～3.9mg/L之間，平均出水氨氮濃度為2.6mg/L，出水水質(zhì)穩(wěn)定，處理效果好于工況一。

　　2．3 進、出水TN的變化

　　

　　圖四總氮去除效果圖

　　總氮去除效果分析：

　　工況一：進水總氮濃度在30.1～46.6mg/L之間，平均總氮濃度為38.6mg/L，波動較小，系統(tǒng)對總氮的平均去除率為73.2%，出水總氮濃度控制在6.7～15.5mg/L之間，平均出水總氮濃度為10.4mg/L，處理效果一般。

　　工況二：進水總氮濃度在25.2～40.2mg/L之間，平均總氮濃度為32.5mg/L，水質(zhì)穩(wěn)定，系統(tǒng)對總氮的平均去除率為78.0%，出水總氮濃度控制在5.8～8.2mg/L之間，平均出水總氮濃度為7.2mg/L，出水水質(zhì)穩(wěn)定，處理效果好于工況一。

　　2． 4 進、出水TP的變化

　　

　　圖5 總磷去除效果圖

　　總磷去除效果分析：

　　工況一：進水總磷濃度控制在2.6～4.2mg/L之間，平均總磷濃度為3.3mg/L，波動較小，系統(tǒng)對總磷的平均去除率為60.3%，出水總磷濃度控制在0.8～1.8mg/L之間，平均出水磷的濃度為1.3mg/L，處理效果一般。

　　工況二：進水總磷濃度控制在2.6～4.2mg/L之間，平均總磷濃度為3.2mg/L，波動較小，系統(tǒng)對總磷的平均去除率為66.3%，出水總磷濃度控制在0.8～1.3mg/L之間，平均出水磷的濃度為1.1mg/L處理效果好于工況一。

　　綜上所述： HRT=5H，污泥負荷為0.3 kgCOD/kgMLSS·d時，系統(tǒng)對污染物的去處效果較好。