地埋式農(nóng)村生活污水處理設(shè)備

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傳統(tǒng)同步脫氮除磷工藝所存在的不同微生物菌種對碳源競爭的矛盾導(dǎo)致了難以實現(xiàn)對氮磷同步去除, 而反硝化除磷工藝則為解決上述問題提供了新的途徑, 并在實現(xiàn)“一碳兩用”的同時能夠降低污泥產(chǎn)量.厭氧段有充足的優(yōu)質(zhì)的碳源且缺氧段無剩余碳源是實現(xiàn)高效反硝化除磷的重要前提, 在缺氧段外碳源和硝酸鹽不在同一時間內(nèi)共存有利于獲得良好的反硝化除磷效果.污水中氮、磷的去除均需消耗碳源, 微生物對碳源的競爭從而影響系統(tǒng)的脫氮除磷性能.在反硝化除磷過程中, 厭氧段充足的揮發(fā)性有機酸(VFA)是反硝化除磷菌(DPB)充分釋磷的關(guān)鍵, 而進(jìn)水有機物濃度的高低決定了厭氧段VFA的多少.進(jìn)水有機物濃度過低, 可供DPB利用的VFA含量則不足, 導(dǎo)致DPB在厭氧段無法充分釋磷;

反之, 若進(jìn)水有機物濃度過高, 則會影響反硝化除磷效果, 厭氧段剩余的有機底物將被優(yōu)先用于常規(guī)的反硝化脫氮, 從而將減少反硝化吸磷的電子受體.
現(xiàn)有的C/N對反硝化除磷性能影響的研究主要集中在SBR反應(yīng)器, 而對連續(xù)流反硝化除磷工藝的研究鮮見報道, 在本研究基于硝化液與污泥“雙回流”的ABR-MBR組合連續(xù)流反硝化除磷工藝中, 磷的去除主要通過反硝化除磷來實現(xiàn), 除磷效果受到進(jìn)水有機物的影響.由于兩種工藝原理不同, 使得進(jìn)水C/N比對本工藝反硝化除磷性能的影響機制值得進(jìn)一步研究.本課題組前期已對反硝化除磷條件進(jìn)行了部分優(yōu)化, 本研究通過深入考察進(jìn)水C/N比對ABR-MBR組合工藝反硝化除磷性能的影響機制, 以期為其實際應(yīng)用奠定基礎(chǔ).

在碳氧化與硝化合并處理時，靠近濾池進(jìn)水口的濾層段內(nèi)有機污染濃度高，異養(yǎng)菌群占優(yōu)勢，大部分的含碳污染物CODcr、BOD5和SS在此得以降解和去除，濃度逐漸降低。在導(dǎo)流曝氣生物過濾法污水處理池下部的自養(yǎng)型細(xì)菌，如硝化菌占優(yōu)勢，氨氮被硝化。在生物膜內(nèi)部以及部分填料間的空隙，蓄積的大量活性污泥中存在著兼性微生物。因此，在導(dǎo)流曝氣濾池中可發(fā)生碳污染物的去除，同時有硝化和反硝化的功能。粒狀濾料及生物膜除了吸附攔截等作用外，兼有過濾的作用，隨著處理過程的進(jìn)行，在濾料空隙間蓄積了大量的活性污泥，這些懸浮狀活性污泥在濾料縫隙間形成了污泥濾層，在氧化降解污水中有機物的同時，還起到了很好的吸附過濾作用，從而能使有機物及懸浮物均得到比較*的清除。

在裝置運行過程中，隨著生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜及濾料上截留的雜質(zhì)不斷增加，濾料中水頭損失增大，水位上升，到一定時期，需對濾料進(jìn)行反沖洗。導(dǎo)流曝氣生物過濾裝置以其貯存在清水池中清澈的出水作為反沖用水，不另設(shè)反沖水池，反沖洗廢水通過排水管回流到預(yù)處理設(shè)施。

經(jīng)導(dǎo)流曝氣生物濾池處理后的水，流入消毒區(qū)，消毒區(qū)采用二氧化氯消毒系統(tǒng)，二氧化氯消毒系統(tǒng)能將產(chǎn)生的二氧化氯儲存在投藥箱內(nèi)，定比定量向污水中投加消毒劑。在污水消毒過程中，藥箱內(nèi)消毒劑下降到一定位置時自動發(fā)出信號開機，產(chǎn)生二氧化氯消毒，投藥箱藥液盛滿后自動指令關(guān)機。因此，既達(dá)到了定比定量投藥，又保證消毒劑的供給，同時還保證消毒劑充分混合和接觸時。

厭氧消化是一個包含多個生物轉(zhuǎn)化和物理化學(xué)轉(zhuǎn)化的復(fù)雜過程，特別是產(chǎn)甲烷菌對環(huán)境條件要求比較苛刻.為了消除厭氧消化過程中多種干擾的影響及保持厭氧消化過程穩(wěn)定、高效的進(jìn)行，就需要對厭氧消化過程進(jìn)行合適的監(jiān)測和控制，而大量大型沼氣工程的建立更是加劇了這種需求.針對傳統(tǒng)物化參數(shù)(pH值、溫度、產(chǎn)氣量和氧化還原電位等)已有成熟的在線測量設(shè)備，而對厭氧消化過程有重要影響的物化參數(shù)，如揮發(fā)性脂肪酸(VFA，Volatile Fatty Acids)和生理參數(shù)(如生物量)卻難以實現(xiàn)在線測量.

地埋式農(nóng)村生活污水處理設(shè)備VFA是厭氧消化的中間產(chǎn)物也是產(chǎn)甲烷的主要底物，與pH值、堿度、產(chǎn)氣量和氣體組分等常規(guī)指標(biāo)相比，VFA更能快速可靠地指示厭氧消化系統(tǒng)的狀態(tài).在工業(yè)厭氧消化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器運行中，經(jīng)常發(fā)生因為未及時發(fā)現(xiàn)VFA的積累使pH下降至3~5而導(dǎo)致的“酸敗”.“酸敗”的發(fā)生對厭氧反應(yīng)器往往是災(zāi)難性的，反應(yīng)器一旦發(fā)生“酸敗”，很難在短時間內(nèi)恢復(fù)或者根本難以恢復(fù)反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲烷微生物的活性，因此，對VFA濃度的檢測方法一直受到高度的重視.目前，VFA濃度離線測定的方法主要有蒸餾法、滴定法、色譜法、比色法等，然而離線分析耗時、滯后，不能滿足快速變化的高負(fù)荷厭氧消化系統(tǒng)的在線監(jiān)測需求.為了實現(xiàn)VFA的在線監(jiān)測，研究人員也進(jìn)行了大量研究.

例如，F(xiàn)eitkenhauer等(2002)設(shè)計了一個基于滴定計的VFA在線測量系統(tǒng)，其主要特點是設(shè)備簡單成本低，缺點是檢測的只是總揮發(fā)酸;Zhang等(2002)研究的紅外光譜能針對乙酸、丙酸等進(jìn)行測量，但其準(zhǔn)確性和靈敏度欠佳;Diamantis等(2006)和Boe等(2007)分別設(shè)計了帶自動取樣器的毛細(xì)管氣相色譜、頂空氣相色譜，其與反應(yīng)器的連接實現(xiàn)了VFA的在線精確測量，但氣相色譜昂貴，難以實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用;趙全保(2008)設(shè)計的在線測定VFA和堿度的自動滴定系統(tǒng)只是實現(xiàn)了滴定過程的自動化，并未將計算模型與計算機集成，所構(gòu)建的6點滴定法滴定準(zhǔn)確，但操作繁瑣、計算復(fù)雜.可靠又便宜的VFA在線監(jiān)測設(shè)備已經(jīng)成為制約厭氧消化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的瓶頸，而上述VFA在線監(jiān)測技術(shù)仍然處于實驗室階段，并未應(yīng)用到實際工業(yè)中，因此，有必要進(jìn)一步研究VFA的在線監(jiān)測技術(shù).