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多点交替进水阶式A2/O脱氮除磷工艺通过转换进出水位置实现污泥和混合液的循环流动及混合液的自动回流。与普通A2/O工艺相比,具有无混合液回流设备、污泥回流量少、运行方式灵活、维护管理方便等优点。通过对本工艺特性及除污染机理的分析研究,优化了工艺运行方式,探讨了实时控制的可行性。主要结果如下:
在固定阶段时间的传统运行模式下,反应器周期运行,每周期分六个阶段,以实际城市生活污水为处理对象,在水温8~10℃、水力停留时间16~20h条件下,各阶段适宜的运行时间分别为3h、2.5h、2h、3h、2.5h和2h。稳定运行时,除TP外,出水水质基本能达到国家一级A排放标准。
降低前好氧池曝气量可以增强工艺同步硝化反硝化效果,试验条件下,前好氧池适宜曝气量为0.15m3/h,DO稳定在0.6~0.8mg/L。当主体段(阶段一、四及阶段二、五)缺氧池与厌氧池进水量分配比为1:2,且阶段二4#池和阶段五2#池少量进水时,出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。进水碳源不足时,通过外加碳源控制进水C/N在5~6之间,能够满足氮磷去除要求。装置中具备反硝化除磷菌生长的条件,存在反硝化除磷现象。
优化前好氧池曝气量、进水量分配方式、泥龄后,以城市生活污水为进水,处理出水CODCr、TN、NH4+-N、TP平均为35mg/L、11.1mg/L、1.7mg/L、0.48mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。与传统运行方式相比,TN与TP去除率分别提高了16.9%和15.3%,曝气量降低了30%,表明本工艺具有良好的节能减排效果。
装置中各池反应过程与状态参数相关性较好。硝化反应结束时,pH及ORP由上升趋于平缓,DO上升到阶段内的第二个平台期。反硝化结束时,pH趋于平缓并略有下降,ORP明显下降。释磷作用一般在ORP低于-100mv时出现,释磷结束后ORP曲线由下降趋于平缓。因此可根据状态参数的变化对本工艺进行实时控制,并提出实时控制策略。
优化的多点交替进水阶式A2/O工艺具有明显的节能效应与稳定高效的脱氮除磷效果,适合C/N比普遍较低的我国城镇生活污水的处理,适用于新建污水厂及原有污水厂的提标改造,出水水质可达到一级A标准,并可有效降低曝气及混合液与污泥回流能耗。