王 聰,王淑瑩*,張 淼,汪傳新,薛曉飛,龐洪濤,彭永臻(.北京工業(yè)大學(xué),北京市水質(zhì)科學(xué)與水環(huán)境恢復(fù)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京市污水脫氮除磷處理與過(guò)程控制工程技術(shù)研究中心,北京 004；.北控水務(wù)(中國(guó))投資有限公司,北京 004)

硝化液回流比對(duì)A2/O-BCO工藝反硝化除磷特性的影響

王 聰1,王淑瑩1*,張 淼1,汪傳新1,薛曉飛2,龐洪濤2,彭永臻1(1.北京工業(yè)大學(xué),北京市水質(zhì)科學(xué)與水環(huán)境恢復(fù)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京市污水脫氮除磷處理與過(guò)程控制工程技術(shù)研究中心,北京 100124；2.北控水務(wù)(中國(guó))投資有限公司,北京 100124)

以低C/N城市生活污水為處理對(duì)象,重點(diǎn)考察了硝化液回流比對(duì)A2/O - BCO(生物接觸氧化)工藝脫氮除磷特性的影響.在A2/O反應(yīng)池水力停留時(shí)間(HRT)為8h,污泥回流比為100% 條件下,將硝化液回流比分別設(shè)定為100%、200%、300%和400%進(jìn)行試驗(yàn).結(jié)果表明, 系統(tǒng)在A2/O中實(shí)現(xiàn)了反硝化除磷,具有很好的同步氮磷的去除效果,出水COD濃度均在50mg/L以下.上述不同硝化液回流比下總氮(TN)去除率分別為48.8%、66.5%、75.6%和62.5%,總磷(TP)去除率分別為86.0%、90.3%、91.0%和95.0%.在硝化液回流比為300%時(shí),系統(tǒng)平均出水TN和TP濃度分別為14.96mg/L和0.49mg/L.系統(tǒng)反硝化除磷量隨著硝化液回流比的增大略有增加,在硝化液回流比為400%時(shí),反硝化除磷量高達(dá)磷總?cè)コ康?8%.

A2/O-生物接觸氧化工藝；深度脫氮除磷；反硝化除磷；硝化液回流比

我國(guó)城市污水低C/N的問(wèn)題,使舊污水處理廠大多已經(jīng)達(dá)不到新污水排放標(biāo)準(zhǔn)[1],這就要求污水廠能夠采用新的運(yùn)行工藝或者在原來(lái)構(gòu)筑物基礎(chǔ)上能夠結(jié)合其他工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)低C/N污水氮磷的高效去除.傳統(tǒng)的厭氧/缺氧/好氧(A2/O)工藝[2]在我國(guó)應(yīng)用最廣,這是一個(gè)順次為厭氧、缺氧和好氧的單污泥懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng),影響A2/O工藝處理效果的問(wèn)題主要有3個(gè)[3]:

第一,硝化菌與聚磷菌(PAOs)間長(zhǎng)短污泥齡(SRT)的矛盾;第二,由于硝態(tài)氮存在,反硝化菌會(huì)與PAOs競(jìng)爭(zhēng)碳源,所以傳統(tǒng)工藝回流污泥中的硝態(tài)氮影響PAOs在厭氧區(qū)釋磷,凈磷釋放在反硝化未完成之前是不會(huì)出現(xiàn)的[4];最后,在污水C/N過(guò)低時(shí),碳源的缺乏是影響同步脫氮除磷的重要因素[5].由于城市污水中C/N一般較低,使得單一的運(yùn)行系統(tǒng)很難達(dá)到日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn).因此,在無(wú)需改造現(xiàn)有A2/O系統(tǒng)的同時(shí)獲得較好的污染物去除效果是一個(gè)挑戰(zhàn)[6].

陳永志[7]、王建華等[8]對(duì)于A2/O-BAF系統(tǒng)的研究,在解決上述問(wèn)題方面有較大優(yōu)勢(shì).在A2/O-BAF系統(tǒng)中,A2/O中實(shí)現(xiàn)了反硝化除磷,且污水中可生物降解COD基本被完全利用;BAF中只完成氨氮的氧化,生成的硝態(tài)氮回流至A2/O反應(yīng)器的缺氧段,從而提供一個(gè)相對(duì)嚴(yán)格的厭氧環(huán)境[9-10].但A2/O-BAF系統(tǒng)仍存在下述問(wèn)題:首先,BAF的堵塞問(wèn)題,在正常運(yùn)行過(guò)程中,BAF的濾池性質(zhì)必然會(huì)導(dǎo)致堵塞,增加日常運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用;其次,BAF水頭損失較大,水的總提升高度較大[11],對(duì)提升泵以及風(fēng)壓的要求較高.

經(jīng)分析,本研究提出了A2/O-BCO系統(tǒng),用不需反沖洗的BCO替代BAF單元,以解決BAF的堵塞問(wèn)題,且BCO單元池型為多格室完全混合式與推流式相結(jié)合的型式,容易根據(jù)氨氮負(fù)荷控制各段曝氣量,從多方面節(jié)約運(yùn)行與維護(hù)能耗. A2/O-BCO系統(tǒng)提高了反應(yīng)速率和處理效果,但運(yùn)行參數(shù)對(duì)這一新系統(tǒng)的性能影響還不明確.本研究對(duì)從BCO單元產(chǎn)生的硝化液以不同回流比回流到A2/O反應(yīng)器的缺氧段進(jìn)行了試驗(yàn),并以實(shí)際生活污水為處理對(duì)象,連續(xù)運(yùn)行5個(gè)月,考察了硝化液回流比對(duì)A2/O-BCO系統(tǒng)同步脫氮除磷效果的影響.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置及運(yùn)行程序

A2/O - BCO雙污泥系統(tǒng)流程見圖1,A2/O為活性污泥法,BCO為生物膜法.A2/O有效容積為40L,厭氧區(qū)(ANA)、缺氧區(qū)(AN1和AN2)和好氧區(qū)(O)容積比為1:3:1,為了保證良好的推流式完全混合反應(yīng)條件,及反硝化除磷反應(yīng)徹底進(jìn)行,在A2/O中設(shè)置兩段缺氧區(qū),好氧區(qū)主要吸收剩余的磷和吹脫氮?dú)?BCO反應(yīng)池有效容積為24L,進(jìn)行硝化反應(yīng),均分為3個(gè)格室(記為N1、N2和N3),每格室均填充聚丙乙烯材質(zhì)環(huán)形懸浮填料,填充率為45%,填料尺寸為D25mm×10mm,中心有網(wǎng)格結(jié)構(gòu),密度為0.96g/cm3,孔隙率為95%,有效比表面積為500m2/m3.

圖1 A2/O-生物接觸氧化系統(tǒng)流程示意Fig.1 Schematic diagram of A2/O - BCO biological process

1.2 接種污泥和試驗(yàn)污水

A2/O反應(yīng)池和BCO反應(yīng)池接種污泥均取自以實(shí)際生活污水為處理對(duì)象的中試SBR反應(yīng)器,污泥濃度為2500～3500mg/L.經(jīng)過(guò)30d的馴化, A2/O系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定.BCO反應(yīng)池悶曝3～5d后,排空污泥;隨后連續(xù)進(jìn)生活污水,以動(dòng)態(tài)的自然培養(yǎng)方法掛膜;根據(jù)掛膜進(jìn)程逐漸加大進(jìn)水負(fù)荷直至設(shè)計(jì)流量,當(dāng)COD去除率>80%,NH4+-N去除率>85%時(shí),標(biāo)志生物膜掛膜基本完成.BCO反應(yīng)池開始以A2/O反應(yīng)池出水(可降解COD基本被去除)作為進(jìn)水,1個(gè)月后,NH4+-N去除率平均高達(dá)97.8%.

試驗(yàn)采用北京工業(yè)大學(xué)教工住宅小區(qū)化糞池生活污水,試驗(yàn)期間原水水質(zhì)特點(diǎn)見表1,原水pH值平均為7.4,試驗(yàn)均在室溫下進(jìn)行.

表1 原水水質(zhì)特點(diǎn)Table 1 The influent characteristics

1.3 分析方法

MLSS、COD等指標(biāo)采用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定[12],水樣采用0.45μm中速濾紙過(guò)濾, PHA采用Agilent 6890N型氣相色譜以及Agilent DB-1型氣相色譜柱、按照Oehmen等[13]改良后的方法測(cè)定; PO43--P, NH4+-N,NO2--N,NO3--N由Lachat Quikchem8500型流動(dòng)注射儀測(cè)定(Lachat Instrument, Milwaukee, wiscosin);TN通過(guò)TN/TOC 分析儀(MultiN/C3100, Analytik Jena, AG)測(cè)定,采用WTW, Multi 340i pH/DO儀測(cè)定pH值和溶解氧(DO).

根據(jù)Wachtmeister等[14]推薦的方法計(jì)算反硝化聚磷菌(DPAOs)占PAOs的比例,具體方法是,從A2/O反應(yīng)器的好氧段取2L活性污泥,離心分離后用蒸餾水清洗兩遍,以去除殘余的COD和其他物質(zhì)的影響,并定容到2L至密閉的小試SBR反應(yīng)器中,放在磁力攪拌器上攪拌,同時(shí)加入無(wú)水乙酸鈉,使初始時(shí)刻COD為200mg/L,進(jìn)行2h厭氧反應(yīng);反應(yīng)結(jié)束后,離心分離,將活性污泥清洗兩遍,去除剩余COD,然后均分為2份并定容至1L,1份好氧曝氣,使DO維持在3～4mg/L,另1份加入NaNO3,使初始NO3--N濃度為30mg/L,缺氧攪拌,反應(yīng)時(shí)間均為2h,缺氧最大吸磷速率/好氧最大吸磷速率即為系統(tǒng)中DPAOs占PAOs的比例.

1.4 試驗(yàn)安排

A2/O進(jìn)水流量為5L/h,A2/O反應(yīng)池內(nèi)HRT為8h, SRT為12d,污泥回流比為100%,試驗(yàn)開始后硝化液回流比(記為R)分別為100%、200%、300%和400%,MLSS維持在3500mg/L左右,好氧段DO為1.0～2.0mg/L;BCO的HRT為1.9h, DO為3.0～4.5mg/L.

2 結(jié)果與討論

2.1 硝化液回流比對(duì)各污染物去除的分析

2.1.1 不同R對(duì)COD的去除特性 由圖2可知,當(dāng)R分別為100%、200%、300%和400%時(shí),盡管進(jìn)入系統(tǒng)的生活污水中COD波動(dòng)很大,但A2/O - BCO系統(tǒng)對(duì)COD的去除效果一直很穩(wěn)定,R對(duì)COD的去除影響不大.4個(gè)R下,平均進(jìn)水COD分別為(244.32±47.03),(231.16±50.92), (187.64±49.10),(240.42±34.98)mg/L,A2/O平均出水COD分別為48.95,44.29,42.51,41.08mg/L,系統(tǒng)最終出水COD分別為(45.75±8.89),(40.94± 7.70),(41.26±7.24),(37.31±6.51)mg/L,去除率分別為81.3%、82.3%、78.0%和84.5%.COD在A2/O中厭氧段降低幅度最大,除了有污泥回流的稀釋作用,主要是被PAOs用來(lái)合成胞內(nèi)碳源聚-β-羥基鏈烷酸脂(PHA),PHA 是PAOs缺氧/好氧吸磷的貯備能量;AN1段,反硝化菌優(yōu)先利用剩余COD進(jìn)行反硝化作用,當(dāng)可生物降解COD耗盡后,PAOs則利用PHA進(jìn)行反硝化同步脫氮除磷反應(yīng);好氧段COD降幅較小,主要用于維持好氧異養(yǎng)菌的新陳代謝[15];COD在BCO中也得到部分去除,可能原因是其中除了自養(yǎng)型的硝化菌之外,還存在好氧異養(yǎng)菌.當(dāng)R = 300%時(shí),去除率為78.0%,這是由于該工況運(yùn)行期間正值夏季,進(jìn)水COD值較低導(dǎo)致的.A2/O平均出水COD和系統(tǒng)最終出水COD值均在50mg/L以下,系統(tǒng)A2/O中已經(jīng)基本完成了可生物降解COD的氧化,這為BCO中自養(yǎng)型硝化菌的生長(zhǎng)創(chuàng)造了有利條件.

圖2 不同硝化液回流比工況下COD的去除特性Fig.2 Removal characteristics of COD under different nitrate recycling ratios

2.1.2 不同R對(duì)氮的去除特性 由圖3可見,當(dāng)R分別為100%、200%、300%和400%時(shí),系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后均呈現(xiàn)出了穩(wěn)定的硝化性能,平均NH4+-N去除率均在90%以上;進(jìn)水TN平均質(zhì)量濃度分別為(65.93±5.00),(64.30±4.55),(61.23±3.70), (62.96±4.46)mg/L,出水TN平均質(zhì)量濃度分別為(33.78±3.95),(21.57±3.15),(14.96±1.81),(23.61± 6.00)mg/L;去除率分別為48.8%、66.5%、75.6%和62.5%,R從100%增加到300%的過(guò)程中TN去除率呈升高趨勢(shì),但是增加到400%時(shí),由于回流量較高,導(dǎo)致硝態(tài)氮未被反硝化完全,A2/O出水硝態(tài)氮濃度平均在8.02mg/L,進(jìn)而形成了硝態(tài)氮的積累,導(dǎo)致出水TN濃度高.這與陳永志等[15]A2/O-BAF系統(tǒng)關(guān)于TN去除率隨內(nèi)回流比增大而增加的結(jié)果不同,主要差異是A2/O中厭氧、缺氧和好氧容積比,使得反硝化程度不同,在后續(xù)的試驗(yàn)中,對(duì)容積比進(jìn)行優(yōu)化很有必要.吳昌永等[16]認(rèn)為,在R較高時(shí)(400%),回流到缺氧段的硝態(tài)氮負(fù)荷近于飽和,但是,由于進(jìn)水C/N較低,缺氧段可利用的有機(jī)碳源有限,因此,碳源不足成為影響反硝化效果的主要原因;再者就是硝化液中攜帶的DO也隨著R的增大而增大,從而破壞了缺氧環(huán)境,削弱反硝化能力,這也是導(dǎo)致TN去除率不高的原因.

圖3 不同硝化液回流比工況下氮的去除特性Fig.3 Removal characteristics of N under different nitrate recycling ratios

圖4為不同R下氮的沿程轉(zhuǎn)化規(guī)律,原水中TN以NH4+-N為主,在A2/O厭氧區(qū)TN和NH4+-N濃度出現(xiàn)降低主要因?yàn)橄♂屪饔? A2/O的AN1和AN2發(fā)生反硝化除磷反應(yīng),O段基本不發(fā)生氨氮的氧化,氨氮的氧化主要在BCO中發(fā)生.系統(tǒng)最終出水以硝態(tài)氮為主,經(jīng)過(guò)硝化液回流進(jìn)入AN1段,為反硝化除磷提供電子受體,反硝化除磷情況決定系統(tǒng)脫氮效率.

表2 不同硝化液回流比工況下系統(tǒng)的比反硝化速率和比氨氮氧化速率Table 2 Specific denitrification rate and specific ammonia uptake rate under different nitrate recycling ratios

經(jīng)過(guò)物料衡算得出4個(gè)不同R下A2/O中AN1、AN2的比反硝化速率(比反硝化速率指單位時(shí)間單位污泥的異養(yǎng)反硝化菌和DPAOs去除的硝態(tài)氮量)和BCO中N1、N2和N3的比氨氮氧化速率(表2).由此可知,隨著R值增大,A2/O中比反硝化速率和BCO中各好氧段比氨氧化速率均呈降低趨勢(shì),這主要因?yàn)锳2/O中MLSS、缺氧區(qū)硝態(tài)氮負(fù)荷和BCO進(jìn)水氨氮負(fù)荷均受到R值變化的影響.

2.1.3 不同R對(duì)磷的去除特性 由圖5可見,當(dāng)R分別為100%、200%、300%和400%時(shí),系統(tǒng)均有較好的除磷效果,進(jìn)水TP平均質(zhì)量濃度分別為(6.12±0.55),(5.34±0.99),(5.47±0.86),(5.61±0.69)mg/ L;出水TP平均質(zhì)量濃度分別為(0.86±0.39),(0.52± 0.24),(0.49±0.25),(0.28±0.21)mg/L;去除率分別為86.0%、90.3%、91.0%和95.0%,呈升高趨勢(shì).缺氧段出水P濃度隨著R值增大而減少,可見,在R值較低的情況下,硝態(tài)氮為反硝化除磷的限制因素.圖6也表明,在R=100%時(shí),由于電子受體不足, 在 AN2段TP濃度降低幅度最小,到O段,主要發(fā)生以氧氣為電子受體的吸磷反應(yīng);隨著電子受體的回流量增大,缺氧段反硝化除磷是除磷的最主要方式.根據(jù)Hu等[17]的研究結(jié)果,在缺氧條件下,反硝化異養(yǎng)菌和DPAOs爭(zhēng)奪有限的電子受體NO3--N, DPAOs的反硝化速率僅為反硝化異養(yǎng)菌的30%,如果進(jìn)入缺氧區(qū)的NO3--N負(fù)荷低于反硝化異養(yǎng)菌的反硝化潛力,反硝化異養(yǎng)菌將淘汰DPAOs,而獨(dú)自利用NO3--N;反之,DPAOs將有機(jī)會(huì)利用過(guò)剩的NO3--N在系統(tǒng)中穩(wěn)定存在.BCO穩(wěn)定的硝化效果為A2/O的缺氧區(qū)提供了充足的電子受體,為反硝化除磷提供了必要條件.

圖4 不同硝化液回流比工況下氮的轉(zhuǎn)化規(guī)律Fig.4 Regularity of nitrogen transformation under different nitrate recycling ratios

圖5中,當(dāng)R為400%時(shí),盡管ANA段受到回流污泥中硝態(tài)氮的影響,平均釋磷量?jī)H有11.84mg/L,但出水TP濃度依然能達(dá)到出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).在本試驗(yàn)條件下,ANA段釋磷量受到R的影響很大,R增大到400%時(shí),缺氧段硝酸鹽負(fù)荷過(guò)高,且缺氧段最開始可用于反硝化除磷反應(yīng)的磷酸鹽濃度被稀釋為7.89mg/L,反硝化除磷去除量遠(yuǎn)小于R為300%時(shí),圖6也清晰表明了這一點(diǎn).由此可知當(dāng)R增大到500%或者更大時(shí),首先ANA段會(huì)受到硝態(tài)氮的嚴(yán)重影響,低C/N原水中的碳源先被反硝化作用利用,用于厭氧釋磷的碳源將越來(lái)越少,厭氧釋磷量將低于R=400%時(shí),整個(gè)系統(tǒng)反硝化除磷反應(yīng)條件遭到惡化,系統(tǒng)TN去除率將嚴(yán)重下降,且R增大必然增加能耗,基于此,本試驗(yàn)條件下R在400%以上的研究沒(méi)有必要.圖6中系統(tǒng)最終出水TP濃度略比A2/O中O段高是因?yàn)樵谥虚g沉淀池發(fā)生了輕微二次釋磷,這就要求控制R在合適的范圍內(nèi),既保障缺氧區(qū)有足夠的電子受體來(lái)完成反硝化除磷反應(yīng),同時(shí)又保證在中間沉淀池不會(huì)發(fā)生二次釋磷.

圖5 不同硝化液回流比工況下磷的去除特性Fig.5 Removal characteristics of P under different nitrate recycling ratios

由表3知,在不同R下,缺氧吸磷量分別為1.304,3.595,3.590,1.509g TP/(g MLSS?d),均高于陳永志[7]研究中的1.00,1.15,1.23,1.28g TP/(g MLSS?d);增大R,反硝化除磷量提高,當(dāng)R為400%時(shí),反硝化除磷量高達(dá)98%,也比Chen等[15]對(duì)硝化液回流比研究中的93.7%高.在R為400%的條件下,通過(guò)進(jìn)行缺氧吸磷批次試驗(yàn),結(jié)果表明,DPAOs所占比例為44.46%,遠(yuǎn)小于陳永志硝化液回流比為400%時(shí)的73%[7].

本研究中的A2/O-BCO系統(tǒng)與陳永志[7]研究的A2/O - BAF系統(tǒng)在除磷過(guò)程中呈現(xiàn)的厭氧釋磷情況和DPAOs占PAOs的比例均有不同.究其原因,其共同點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了PAOs和硝化菌的分離,低C/N的水質(zhì)促進(jìn)了DPAOs的生長(zhǎng),且后面BCO/BAF單元為前面提供穩(wěn)定的電子受體硝態(tài)氮,使得反硝化除磷得以在A2/O反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn);主要不同是缺氧段的HRT不同,A2/O-BAF中較長(zhǎng)的缺氧HRT為DPAOs提供了更適宜的生存條件[15],結(jié)果富集了73%的DPAOs,明顯高于本系統(tǒng)中的44.46%,且最終出水TP濃度低至0.1mg/L[7].但本系統(tǒng)缺氧吸磷量和反硝化除磷比例均高于A2/O-BAF系統(tǒng),說(shuō)明本系統(tǒng)中微生物活性較高,通過(guò)調(diào)整運(yùn)行工況,會(huì)有更好的處理效果,缺氧段最佳HRT及其對(duì)系統(tǒng)微生物種群的影響是值得進(jìn)一步研究的問(wèn)題.

圖6 不同硝化液回流比工況下磷的沿程變化規(guī)律Fig.6 Evolution of P in A2/O - BCO system under different nitrate recycling ratios

2.2 不同R對(duì)氮、磷同步去除的影響

經(jīng)分析知,本試驗(yàn)條件下系統(tǒng)同步脫氮除磷效果在R=100%、200%時(shí)明顯小于R=300%、400%時(shí).A2/O中缺氧段的HRT為4.8h,在R=100%、200%和300%時(shí),均能滿足有機(jī)物的進(jìn)一步去除和反硝化除磷反應(yīng)的充分進(jìn)行,但當(dāng)R=400%時(shí),一方面回流污泥中攜帶的硝酸鹽破壞了A2/O中的厭氧環(huán)境,嚴(yán)重影響ANA段的釋磷情況和系統(tǒng)碳源的利用情況,影響缺氧段反硝化除磷反應(yīng),這在圖6中也可以看出;另一方面回流過(guò)來(lái)的大量硝酸鹽,使得缺氧條件下硝酸鹽負(fù)荷過(guò)高,并攜帶了大量溶解氧,導(dǎo)致缺氧段有效反應(yīng)時(shí)間嚴(yán)重縮短,A2/O出水中硝態(tài)氮開始積累,TN去除率并沒(méi)有提高.若將缺氧段HRT適當(dāng)延長(zhǎng),可能DPAOs的富集程度會(huì)比目前的44.46%高,且TN和TP去除率能得到同步提高.在缺氧段HRT適當(dāng)延長(zhǎng)的情況下,R進(jìn)一步提高到500%以及以上數(shù)值回流比對(duì)氮、磷的同步去除效果還有待進(jìn)一步研究.

表3 不同硝化液回流比工況下系統(tǒng)的比反硝化除磷速率和反硝化除磷量所占百分比Table 3 Specific denitrifying phosphorus removal rate and percentage of total phosphorus removal under different nitrate recycling ratios

3 結(jié)論

3.1 A2/O-BCO系統(tǒng)在不同R下都有很好的COD去除效果,出水均在50mg/L以下,NH4+-N和TP去除率隨著R的增大均呈增大趨勢(shì).

3.2 BCO具有很好的硝化性能,對(duì)氨氮的氧化作用均達(dá)90%以上.

3.3 R從100%增大到400%,平均出水TN濃度分別為33.78,21.57,14.96,23.61mg/L,去除率分別為48.8%、66.5%、75.6%和62.5%.

3.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低C/N條件下的反硝化除磷,且反硝化除磷量隨著R的增大略有增大,但好氧段仍承擔(dān)部分除磷功能.當(dāng)R=400%時(shí),反硝化除磷量高達(dá)磷去除總量的98%.

3.5 系統(tǒng)在R=300%時(shí),平均出水TN和TP濃度分別為14.96mg/L和0.49mg/L,具有很好的同步氮磷的去除效果.

[1] GB18918-2002 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) [S].

[2] Wang X, Peng Y, Wang S, et al. Influence of wastewater composition on nitrogen and phosphorus removal and process control in A2O process [J]. Bioprocess and Biosystems Engineering, 2006,28(6):397.

[3] 張 杰,臧景紅,楊 宏,等.A2/O工藝的固有缺欠和對(duì)策研究[J]. 給水排水. 2003,29(3):22-25.

[4] Barker P S, Dold P L. Denitrification behaviour in biological excess phosphorus removal activated sludge systems [J]. Water Research, 1996,30(4):769-780.

[5] Peng Y, Wang X, Li B. Anoxic biological phosphorus uptake and the effect of excessive aeration on biological phosphorus removal in the A2O process [J]. Desalination, 2006,189(1):155-164.

[6] Ma Y, Peng Y, Wang X. Improving nutrient removal of the AAO process by an influent bypass flow by denitrifying phosphorus removal [J]. Desalination, 2009,246(1):534-544.

[7] 陳永志.A2/O-BAF系統(tǒng)深度脫氮除磷 [D]. 北京:北京工業(yè)大學(xué), 2012.

[8] 王建華,陳永志,彭永臻.低碳氮比實(shí)際生活污水A2O-BAF工藝低溫脫氮除磷 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2010,30(9):1195-1200.

[9] Lee H, Han J, Yun Z. Biological nitrogen and phosphorus removal in UCT-type MBR process [J]. Water Science and Technology, 2009,59(11):2093-2099.

[10] Wang Y, Peng Y, Li T, et al. Phosphorus removal under anoxic conditions in a continuous-flow A2N two-sludge process [J]. Water Science and Technology, 2004,50(6):37-44.

[11] 李圭白,張 杰,蔣展鵬.北京:水質(zhì)工程學(xué) [M]. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2005.

[12] Apha. Standard methods for the examination of water and wastewater [M]. 14 ed. Washington DC: APHA American Public Health Association, 1976.

[13] Oehmen A, Keller-Lehmann B, Zeng R J, et al. Optimisation of poly-β-hydroxyalkanoate analysis using gas chromatography for enhanced biological phosphorus removal systems [J]. Journal of Chromatography A, 2005,1070(1):131-136.

[14] Wachtmeister A, Kuba T, Van Loosdrecht M, et al. A sludge characterization assay for aerobic and denitrifying phosphorus removing sludge [J]. Water Research, 1997,31(3):471-478.

[15] Chen Y, Peng C, Wang J, et al. Effect of nitrate recycling ratio on simultaneous biological nutrient removal in a novel anaerobic/anoxic/oxic (A2/O)-biological aerated filter (BAF) system [J]. Bioresource Technology, 2011,102(10):5722-5727.

[16] 吳昌永,彭永臻,彭 軼. A2O工藝處理低C/N比生活污水的試驗(yàn)研究 [J]. 化工學(xué)報(bào), 2008,59(12):3126-3131.

[17] Hu Z, Wentzel M C, Ekama G A. Anoxic growth of phosphate-accumulating organisms (PAOs) in biological nutrient removal activated sludge systems [J]. Water Research, 2002,36(19):4927-4937.

Effect of nitrate recycling ratio on denitrifying phosphorus removal characteristics in A2O-BCO process.

WANG Cong1, WANG Shu-ying1*, ZHANG Miao1, WANG Chuan-xin1, XUE Xiao-fei2, PANG Hong-tao2, PENG Yong-zhen1(1.Key Laboratory of Beijing for Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering,Engineering Research Center of Beijing, Beijing University of Technology, Beijing, 100124, China；2.Beijing Enterprises Water Group (China) Investment Limited, Beijing 100124, China). China Environmental Science, 2014,34(11)：2844～2850

The characteristics of biological nitrogen (N) and phosphorus (P) removal under different nitrate recycling ratios were investigated in a Anaerobic/Anoxic/Oxic (A2O)-Biological Contact Oxidation (BCO) system when treating low C/N in municipal wastewater. The results indicated that the removal of N and P was achieved simultaneously, and denitrifying phosphorus removal (DPR) process was realized with the total hydraulic retention time (HRT) of A2O at 8h, sludge reflux ratio of 100%, and nitrate recycling ratios set as 100%, 200%, 300% and 400% respectively. The effluent concentration of COD was less than 50mg/L. The removal efficiencies of total nitrogen (TN) were 48.8%, 66.5%, 75.6% and 62.5%, and the removal efficiencies of total phosphorus (TP) were 86.0%, 90.3%, 91.0% and 95.0% under various nitrate recycling ratios. When the nitrate recycling ratio was set at 300%, average concentration of TN and TP in effluent were 14.96mg/L and 0.49mg/L. The amount of denitrifying phosphorus removed was increased slightly as the nitrate recycling ratio improved. When the nitrate recycling ratio was set at 400%, the amount of P removed by DPR accounted for 98% of the total phosphorus removed.

A2/O-biological contact oxidation (BCO) combined process；deeply biological nitrogen and phosphorus removal；denitrifying phosphorus removal；nitrate recycling ratio

X703.1

A

1000-6923(2014)11-2844-07

王 聰(1989-),女,河北省撫寧人,北京工業(yè)大學(xué)碩士,研究生,主要從事污水生物處理理論與應(yīng)用研究.

2014-02-28

國(guó)家“863”項(xiàng)目(2012AA063406);北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目(D12110900010000)

＊ 責(zé)任作者, 教授, wsy@bjut.edu.cn