施漢昌談脫氮除磷的控制及MBR應用

時間：2012-07-09 15:28

來源：中國水網

作者：黃小木

2006年國家環保總局第21號公告要求城鎮污水處理廠出水排入重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時，執行一級標準的A標準。標準的提高使脫氮除磷在污水處理中日益重要。在“2012（第六屆）水業高級技術論壇”市政污水技術深度論壇上，清華大學環境學院施漢昌教授就城市污水處理廠脫氮除磷的氧化還原狀態控制、化學加藥控制、膜生物反應器的脫氮除磷潛力等若干技術問題進行了探討。

脫氮除磷工藝的氧化還原狀態控制

施漢昌教授指出，工藝各段的氧化還原狀態直接影響著脫氮除磷的效果，氧化還原狀態的可控環節包括曝氣池的供氣量、內回流量、外回流量、污泥排放量。通過前饋控制和反饋控制結合，能夠依據負荷變化以前饋調整設定值，并以反饋保持受控變量的控制精度。小型污水廠可以采用總管流量控制模式（控制曝氣干管）；大型污水廠的曝氣池長，規模大，可以采用分組流量控制模式（控制分支管）。對于基于DO反饋的精確曝氣控制，施漢昌教授認為其優點是對好氧生物處理可以保持良好的供氧條件、在進水負荷低時可以自動減少曝氣量實現節能的目標、控制系統及儀表比較簡單；但同時也存在沒有綜合考慮生物處理系統中微生物的作用、僅考慮供氣系統的節能而控制策略相對滯后的缺陷。

局部投加生物填料強化脫氮方面，施漢昌教授認為，由于硝化細菌的生長速率比一般異養微生物低，采用固定生長的方式將使硝化細菌附著生長在生物載體上是提高污水處理系統在低溫條件下對氨氮去除能力的有效方法之一。其優點是可以結合目前國內普遍采用的A2O污水處理工藝條件，在曝氣池段添加懸浮生物載體，強化污水處理廠的脫氮效果，非常適用于城鎮污水處理廠的升級改造。但填料上附著生物膜與曝氣池內懸浮活性污泥之間的競爭關系、填料上附著生物膜實現同步硝化反硝化的能力、填料的投加位置等是需要考慮的問題。

脫氮除磷工藝的化學加藥控制

化學加藥控制方面，施漢昌教授介紹，化學除磷可顯著提高出水磷穩定達標情況，在美國、英國、丹麥、瑞典均有灌泛應用。但如果完全依靠化學除磷，則藥劑用量大、費用高，藥劑長期積累會對生物反應系統產生影響，且會產生化學污泥。通過生物除磷與化學除磷相結合，可以充分利用生物除磷費用低、化學除磷出水磷濃度低且比較穩定的優點。

對于化學除磷是否會影響生物系統活性的問題，施漢昌教授展示了不同藥劑對不同生物的影響結果。其中鋁鹽對亞硝化細菌抑制作用較明顯，聚合鋁鐵和鐵鹽的生物抑制作用相對較小。如果投加量不大，則不會影響生物種群的變化，過量投藥的話則會影響生物除磷系統的作用。

此外，施漢昌教授還介紹了反硝化碳源投加控制。反硝化濾池主要針對SS和TN的去除，生化系統脫氮效果不好時，在濾池進水區投加適量碳源，可以保證出水TN達標。在控制方式上，有“前饋控制”和“前饋-反饋控制”兩種。“前饋控制”是通過進水流量和硝酸鹽濃度控制碳源投加量；“前饋-反饋控制”是碳源投加量可根據進水流量和進出水硝酸鹽濃度調整，通過在線儀表控制，不會增加濾池出水BOD。當需要去除的硝氮濃度較低時，DO消耗的碳源量比例較高，如何在滿足工藝運行要求的前提下，盡量降低加藥前的DO濃度，也是運行中需要重視的問題。

膜生物反應器的脫氮除磷潛力

MBR脫氮除磷技術是一項比較新的技術。施漢昌教授介紹了清華大學環境學院做的MBR強化脫氮除磷工藝中試系統，包括厭氧，前置缺氧，好氧，后置缺氧，膜池。該工藝的處理效果理想，在不加藥的情況下可以穩定的使污水處理系統達到一級A的標準。MBR強化脫氮除磷工藝具有強化內源反硝化提高低C/N比污水脫氮能力、微生物含量高抗沖擊負荷能力強、冬季低溫硝化能力強、膠體磷截留率高、污泥含磷量高、除磷效果穩定等優點。

施漢昌教授還以無錫某MBR強化脫氮除磷示范工程為例，說明了該工藝的處理流程和運行效果。總體來看，MBR脫氮除磷技術的優勢在于：硝化效果好，受低溫影響小；強化TN去除（曝氣池內污泥濃度高（10-15g/L）可以形成同步硝化/反硝化）、促進反硝化脫磷（節省碳源）、高污泥濃度可以促進內源反硝化），促進除磷（長污泥齡除磷可能、膜對膠體的去除貢獻、防止污泥流失）。

編輯：成楊

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