流量分配比对改良多级A/O污染物的去除影响

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1407

化工进展 ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (S2): 421-426.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1407

流量分配比对改良多级A/O污染物的去除影响

闵芮¹^,²(), 张国珍¹^,²^,³(), 武福平¹^,², 明驹⁴, 亢瑜⁵, 王万红¹^,²

^1.兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州 730070
^2.甘肃省黄河水环境重点实验室，甘肃兰州 730070
^3.寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心，甘肃兰州 730070
^4.武汉地铁集团有限公司，湖北武汉 430000
^5.甘肃省建筑设计研究院，甘肃兰州 730070

收稿日期:2020-07-20 出版日期:2020-11-20 发布日期:2020-11-17
通讯作者: 张国珍
作者简介:闵芮（1995—），女，硕士研究生，研究方向为水处理理论与技术。E-mail：1183407881@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金(51768031);兰州交通大学青年基金(2019012)

Influence of flow distribution ratio on the removal of improved multi-stage A/O pollutants

Rui MIN¹^,²(), Guozhen ZHANG¹^,²^,³(), Fuping WU¹^,², Ju MING⁴, Yu KANG⁵, Wanhong WANG¹^,²

^1.School of Environmental and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Gansu, China
^2.Key Laboratory of Yellow River Water Environment in Gansu Province, Lanzhou 730070, Gansu, China
^3.Engineering Research Center for Comprehensive Utilization of Water Resource in Cold and Arid Regions of Ministry of Education, Lanzhou 730070, Gansu, China
^4.Wuhan Metro Group Co. , Ltd. , Wuhan 430000, Hubei, China
^5.Gansu Provincial Architectural Design and Research Institute, Lanzhou 730070, Gansu, China

Received:2020-07-20 Online:2020-11-20 Published:2020-11-17
Contact: Guozhen ZHANG

摘要/Abstract

摘要：

针对传统多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水除磷效果差的问题，本文通过增设前置厌氧段改良多级A/O工艺，重点研究了流量分配比对低碳氮比生活污水脱氮除磷的影响。系统在温度为(22±4)℃、水力停留时间为8h、污泥龄为14d、活性污泥浓度为2～3g/L、污泥回流比为75%时，系统依次在100%∶0∶0、45%∶30%∶25%、60%∶30%∶10%三种流量分配比下连续运行47d。结果表明，在45%∶30%∶25%的进水比下，COD、氨氮去除效果最佳，去除率分别达到90.24%和96.66%，出水浓度分别为30.97mg/L、2.11mg/L，均优于GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。三种流量分配比下系统对TN、TP总体去除效果一般，平均去除率为47.31%、49.33%，可通过外加碳源增强反硝化作用及化学除磷进一步降低氮磷出水浓度，出水有望达到一级B标准。改良工艺在保证有机物去除效果的基础上基本实现了脱氮除磷，可为实际生活中处理低C/N生活污水提供参考。

关键词: 改良多级A/O, 低碳氮比, 脱氮除磷, 流量分配比, 环境

Abstract:

Aiming at the problem that the traditional multi-stage A/O process has lower carbon and nitrogen removal efficiency than domestic sewage, the multi-stage A/O process is improved by adding a pre-anaerobic section. This experiment focuses on the effect of flow distribution ratio on the removal of nitrogen and phosphorus from domestic sewage with a low carbon to nitrogen ratio. When the temperature of the system is (22±4)℃, the hydraulic retention time is 8h, the sludge age is 14d, the activated sludge concentration is 2—3g/L, and the sludge return ratio is 75%, the system is in turn at 100%∶0∶0, 45%∶30%∶25%, 60%∶30%∶10% three flow distribution ratios of continuous operation for 47 days. The results showed that under the influent ratio of 45%∶30%∶25%, the removal effect of COD and ammonia nitrogen was the best, the removal rate reached 90.24% and 96.66%, and the effluent concentration was 30.97mg/L and 2.11mg/L, respectively. It is better than the first Level A discharge standard of GB 18918—2002 "Emission Standard of Pollutants for Urban Wastewater Treatment Plants". Under the three flow distribution ratios, the overall removal effect of the system on TN and TP is average, with an average removal rate of 47.31% and 49.33%. The addition of carbon sources can enhance denitrification and chemical phosphorus removal to further reduce the nitrogen and phosphorus effluent concentration. The effluent is expected to reach one Grade B standard. The improved process basically realizes the removal of nitrogen and phosphorus on the basis of ensuring the removal of organic matter, which can provide a reference for the treatment of low-C/N domestic sewage in actual life.

Key words: improved multi-stage A/O, low carbon nitrogen ratio, nitrogen and phosphorus removal, flow distribution ratio, environment

中图分类号:

X703

闵芮, 张国珍, 武福平, 明驹, 亢瑜, 王万红. 流量分配比对改良多级A/O污染物的去除影响[J]. 化工进展, 2020, 39(S2): 421-426.

Rui MIN, Guozhen ZHANG, Fuping WU, Ju MING, Yu KANG, Wanhong WANG. Influence of flow distribution ratio on the removal of improved multi-stage A/O pollutants[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2020, 39(S2): 421-426.

图/表 13

参考文献 15

1	曹贵华, 黄勇, 潘杨. 常规生物脱氮除磷工艺中问题及对策[J]. 水处理技术, 2009, 25(3): 102-106.
	CAO G H, HUANG Y, PAN Y. Problems and countermeasures in conventional biological nitrogen and phosphorus removal process[J]. Water Treatment Technology, 2009, 25(3): 102-106.
2	彭永臻, 马斌. 低C/N比条件下高效生物脱氮策略分析[J]. 环境科学学报, 2009, 29(2): 225-230.
	PENG Y Z, MA B. Analysis of high-efficiency biological nitrogen removal strategies under low C/N ratio[J]. Journal of Environmental Science, 2009, 29(2): 225-230.
3	葛士建, 彭永臻. 连续流分段进水工艺生物脱氮除磷技术分析及优化控制[J]. 环境科学学报, 2009, 29(12): 2465-2470.
	GE S J, PENG Y Z. Analysis and optimization control of biological nitrogen and phosphorus removal technology in continuous flow segmented water inlet process[J]. Journal of Environmental Science, 2009, 29(12): 2465-2470.
4	ZHU G B，PENG Y Z，MA B，et al．Optimization of anoxic/oxic step feeding active sludge process with fuzzy control model for improving nitrogen removal[J]. Chemical Engineering Journal，2009, 151(13): 195-201.
5	黄开, 于春洲, 魏飞, 等. 多级 A/O 工艺在国内的应用现状[J]. 环境科学与管理, 2007, 32(2): 73-76.
	HUANG K, YU C Z, WEI F, et al. Application status of multi-stage A/O process in China[J]. Environmental Science and Management, 2007, 32(2): 73-76.
6	赵云, 王延东, 邹仲勋. 多段多级除磷脱氮工艺用于污水厂的升级改造[J]. 中国给水排水, 2011, 27(14): 72-74.
	ZHAO Y, WANG Y D, ZOUO Z X. Multi-stage and multi-stage dephosphorization and denitrification process for upgrading wastewater treatment plant[J]. China Water & Wastewater, 2011, 27(14): 72-74.
7	祝贵兵, 彭永臻, 吴淑云, 等. 碳氮比对分段进水生物脱氮的影响[J]. 中国环境科学, 2005(6): 641-645.
	ZHU G B, PENG Y Z, WU S Y, et al. The effect of carbon-nitrogen ratio on biological nitrogen removal from staged influent[J]. China Environmental Science, 2005(6): 641-645.
8	张智, 刘亚琴, 傅斌, 等. DO 和填料对多级 A/O 工艺同步硝化反硝化的影响[J]. 中国给水排水, 2013, 29(17): 11-15.
	ZHANG Z, LIU Y Q, FU B, et al. Effect of DO and filler on simultaneous nitrification and denitrify: cation in multi-stage A/O process[J]. China Water & Wastewater, 2013, 29(17): 11-15.
9	祝贵兵, 彭永臻, 吴淑云, 等. 分段进水生物脱氮工艺的优化控制运行研究[J]. 中国给水排水, 2006, 22(21): 1-5.
	ZHU G B, PENG Y Z, WU S Y, et al. Research on optimal control operation of staged influent biological nitrogen removal process[J]. China Water & Wastewater, 2006, 22(21): 1-5.
10	张国珍, 高小波, 武福平, 等. 流量分配比对改良型多级A/O工艺去除污染物的影响[J]. 环境工程学报, 2016(3): 1165-1170.
	ZHANG G Z, GAO X B, WU F P, et al. The influence of flow distribution ratio on the removal of pollutants by improved multi-stage A/O process[J]. Environmental Engineering Science, 2016(3): 1165-1170.
11	陈杰云, 余薇薇, 杜邦昊, 等. HRT对多级A/O+悬浮填料组合工艺脱氮除磷的影响[J].中国给水排水, 2017, 33(9)：31-34.
	CHEN J Y，YU W W，DU B H，et al. The effect of HRT on the denitrification and dephosphorization of multi-stage A/O + suspension filler combination process[J]. China Water & Wastewater, 2017, 33(9): 31-34.
12	国家环境保护总局. 水和废水监测分析方法[M]. 4版. 北京:中国环境科学出版社, 2002.
	State Environmental Protection Administration. Water and wastewater monitoring and analysis method[M]. 4th ed. Beijing: China Environmental Science Press, 2002.
13	胡苗苗, 洪俊明, 李尚惠, 等. 碱度对动态膜生物反应器处理效果的影响[J]. 华侨大学学报(自然科学版), 2015, 36(3): 29-30.
	HU M M, HONG J M, Li S H, et al. The effect of alkalinity on the treatment effect of dynamic membrane bioreactor[J]. Journal of Huaqiao University (Natural Science Edition), 2015, 36(3): 29-30.
14	付昆明, 曹相生, 孟雪征, 等. 污水反硝化过程中亚硝酸盐的积累规律[J]. 环境科学, 2011, 32(6): 1660-1664.
	FU K M, CAO X S, MENG X Z, et al. Accumulation of nitrite in the process of sewage denitrification[J]. Environmental Science, 2011, 32(6): 1660-1664.
15	王伟, 陈强, 汪传新, 等. 改良分段进水工艺处理低C/N城市污水流量优化控[J]. 化工学报, 2015, 66(7): 265-269.
	WANG W, CHEN Q, WANG C X, et al. Optimal control of low C/N urban sewage flow by improved segmented water inflow process[J]. CIESC Journal, 2015, 66(7): 265-269.

项目	COD/mg·L^-1	氨氮/mg·L^-1	TN/mg·L^-1	TP/mg·L^-1	pH
范围	233.28～452.25	38.70～87.92	40.21～89.00	4.15～7.39	7.35～7.70
均值	270.38	61.83	63.53	5.15	7.58

项目	COD/mg·L^-1	氨氮/mg·L^-1	TN/mg·L^-1	TP/mg·L^-1	pH
范围	233.28～452.25	38.70～87.92	40.21～89.00	4.15～7.39	7.35～7.70
均值	270.38	61.83	63.53	5.15	7.58

指标	分析检测方法
COD	快速消解分光光度法
TP	钼锑抗分光光度法
氨氮	纳氏试剂分光光度法
TN	过硫酸钾消解-紫外分光光度法
亚硝酸盐氮	N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法
硝酸盐氮	麝香草酚分光光度法
SV	量筒静置法
MLSS	重量法

指标	分析检测方法
COD	快速消解分光光度法
TP	钼锑抗分光光度法
氨氮	纳氏试剂分光光度法
TN	过硫酸钾消解-紫外分光光度法
亚硝酸盐氮	N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法
硝酸盐氮	麝香草酚分光光度法
SV	量筒静置法
MLSS	重量法

污染物	流量分配比	反应器进出水浓度/mg·L^-1
污染物	流量分配比	A₀	A₁	O₁	A₂	O₂	A₃	O₃
COD	100%∶0∶0	212.64	87.29	46.66	38.00	38.16	34.62	34.64
		87.29	46.66	38.00	38.16	34.62	34.64	34.62
	45%∶35%∶25%	141.47	108.36	60.20	91.20	52.68	80.20	48.16
		108.36	60.20	39.13	52.68	43.65	48.16	46.66
	60%∶30%∶10%	120.08	79.77	45.15	75.68	57.19	60.42	48.00
		79.77	45.15	39.66	57.19	49.67	48.00	42.50
氨氮	100%∶0∶0	43.10	24.09	7.66	3.45	3.00	2.40	3.85
		24.10	7.66	3.45	3.00	2.40	3.85	4.00
	45%∶35%∶25%	25.64	16.63	6.54	13.66	10.53	10.15	8.25
		16.63	6.54	0.96	10.53	1.10	8.25	2.53
	60%∶30%∶10%	23.44	15.66	4.98	9.28	7.87	2.92	2.48
		15.66	4.98	0.00	7.87	0.00	2.48	0.94
TN	100%∶0∶0	43.10	24.09	7.66	3.45	3.00	2.40	3.85
		24.09	7.66	3.45	3.00	2.40	3.85	4.00
	45%∶35%∶25%	25.64	16.63	6.54	13.66	10.53	10.15	8.25
		16.63	6.54	0.96	10.53	1.10	8.25	2.53
	60%∶30%∶10%	23.44	15.66	4.98	9.28	7.87	2.92	2.48
		15.66	4.98	0.00	7.87	0.00	2.48	0.94
TP	100%∶0∶0	4.13	19.51	8.89	6.13	3.10	2.26	1.98
		19.51	8.89	6.13	3.10	2.26	1.98	1.50
	45%∶35%∶25%	4.73	7.95	4.98	4.87	4.09	4.17	3.74
		7.95	4.98	4.40	4.09	3.74	3.74	3.63
	60%∶30% ∶10%	3.49	3.05	2.58	3.08	2.89	2.74	2.70
		3.05	2.58	2.74	2.89	2.62	2.70	2.55

流量分配比对改良多级A/O污染物的去除影响

Influence of flow distribution ratio on the removal of improved multi-stage A/O pollutants

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[1]	邵志国, 任雯, 许世佩, 聂凡, 许毓, 刘龙杰, 谢水祥, 李兴春, 王庆吉, 谢加才. 终温对油基钻屑热解产物分布和特性影响[J]. 化工进展, 2023, 42(9): 4929-4938.
[2]	高聪, 陈城虎, 陈修来, 刘立明. 代谢工程改造微生物合成生物基单体的进展与挑战[J]. 化工进展, 2023, 42(8): 4123-4135.
[3]	姜晶, 陈霄宇, 张瑞妍, 盛光遥. 载锰生物炭制备及其在环境修复中应用研究进展[J]. 化工进展, 2023, 42(8): 4385-4397.
[4]	刘宇龙, 姚俊虎, 舒闯闯, 佘跃惠. 磁性Fe₃O₄纳米颗粒的生物合成及其在提高采收率中的应用[J]. 化工进展, 2023, 42(5): 2464-2474.
[5]	吴新波, 党鸿钟, 马娇, 严渊, 曾天续, 李维维, 张国珍, 陈永志. A²/O-BAF工艺短程硝化模式下反硝化除磷效能[J]. 化工进展, 2023, 42(2): 1089-1097.
[6]	苏景振, 詹健. 生物炭对水环境中微塑料的去除研究进展[J]. 化工进展, 2023, 42(10): 5445-5458.
[7]	张金辉, 张焕, 朱新锋, 宋忠贤, 康海彦, 刘红盼, 邓炜, 侯广超, 李桂亭, 黄真真. UiO-66复合材料用于典型有机污染物吸附和光催化氧化的研究进展[J]. 化工进展, 2023, 42(1): 445-456.
[8]	叶玉玺, 丁晓茜, 池华睿, 朱楷伦, 刘杨, 王凌云, 郭庆杰. 疏水性低共熔溶剂氢键交互作用调控及萃取铜性能[J]. 化工进展, 2022, 41(S1): 397-406.
[9]	张辛亥, 赵思琛, 朱辉, 王凯, 张首石. 活性碳纤维负载型脱硫剂在矿井气体环境条件下的应用[J]. 化工进展, 2022, 41(S1): 415-423.
[10]	杨征, 谢永利, 杨光耀, 张立忠, 刘云想. 直冷式乏风热泵系统在小保当煤矿的应用分析[J]. 化工进展, 2022, 41(S1): 643-647.
[11]	胡锦文, 孟广源, 张之杰, 张宁, 张芯婉, 陈鹏, 李童, 刘勇弟, 张乐华. 人工智能在电化学水处理过程中的应用[J]. 化工进展, 2022, 41(S1): 497-506.
[12]	孙凌波, 胡明忠, 梁明明, 吴永娟, 刘立影. 铋系半导体光催化剂研究进展[J]. 化工进展, 2022, 41(9): 4813-4830.
[13]	李兴, 黄宏宇, 大坂侑吾, 呼和涛力, 肖林发, 李军. 碳材料吸附脱除二氧化硫性能的影响因素[J]. 化工进展, 2022, 41(9): 4963-4972.
[14]	杨超, 矫庆泽, 冯彩虹, 赵芸. 废旧轮胎催化裂解研究进展[J]. 化工进展, 2022, 41(7): 3877-3889.
[15]	付杰, 邱春生, 王晨晨, 郑金鑫, 刘楠楠, 王栋, 王少坡, 孙力平. 污泥热水解处理过程重金属的迁移转化与风险评价[J]. 化工进展, 2022, 41(4): 2216-2225.