BCFS—生物除磷新工藝

時間：2007-07-04 來源： 作者：

　　2.2 各組成單元功能分析

　　①厭氧池?

　　厭氧池的厭氧條件通過進水及從缺氧池回流的缺氧混合液(其中NO3-N＜0.1mg/L，即控制進入厭氧池的硝酸鹽氮濃度足夠低)來維持，這樣污水中的揮發性脂肪酸(VFA)就只被用于生物除磷。?

　　回流的混合液污泥濃度與好氧部分相同，因此厭氧池的污泥濃度是最終濃度的1/2～3/4，即為2.5～4kg/m3。

　　BCFS工藝的厭氧部分和傳統的選擇器具有相同的污泥負荷，區別在于前者是嚴格厭氧的，且污水中所有的揮發性脂肪酸都被用于生物除磷。BCFS工藝中除磷菌的數量比常規工藝多，能承受更大的負荷峰值，例如下雨時的負荷峰值是平常的2倍，而BOD負荷只有平常的1/2，BCFS工藝中的除磷細菌能夠將峰值BOD貯存，當BOD不足時即時釋放。在實際工程中發現，不管是否下雨，采用BCFS工藝的出水中總磷含量幾乎是相同的，這是由于該工藝將除磷菌對峰值BOD的貯存、對后續處理工藝的有效控制以及設置STP(除磷器)三種方法相結合，實現了對磷的超量去除：?

　　a.在厭氧池中磷的分離和初沉池中無機污泥的沉淀；?

　　b.從二沉池污泥中釋放出來的磷形成磷酸鹽化合物；?

　　c.通過投加FeCl3，在消化池中對磷酸的再次去除。?

　　這種結合使得在最小化學藥劑用量的情況下，出水中正磷酸鹽含量為零。污泥中磷酸鹽的去除發生在污泥流程中，這表明污泥流程中的生物污泥可免受化學藥劑的污染，從而使BCFS系統中微生物的活性不受化學污泥的影響。?

　　為了提高脫氮效果，BCFS工藝的設計泥齡很長(一般為50d)，這給除磷帶來麻煩。BCFS用化學法來去除未被生物除去的磷酸鹽，這是由于在厭氧池出水端磷酸鹽含量最高，故在厭氧池后端設置了一個除磷器進行化學除磷。與一般的在線除磷不同，該除磷器是用泵將污泥送至污泥濃縮池后加入FeCl3進行化學除磷，處理后的污泥不再回流到污水處理構筑物，因此消除了加入化學除磷劑后對污泥活性的影響。因為厭氧池的厭氧條件在某些情況(如長時間的降雨等)下有可能受到破壞，影響釋磷菌的釋磷和PHB的合成而造成出水水質惡化，這時可通過提高除磷器的流量以提高出水水質。這一過程可通過設在出水口的在線磷酸鹽監測儀實現控制，十分簡單并且能穩定運行。?

　　除磷器設置在厭氧池的后端，為了得到比較穩定的水力條件，該工藝將厭氧池分割并設置了兩塊擋板，在兩塊擋板間形成一個類似沉淀池的水力流場，有利于泥水分離。?

　　②選擇池(器)?

　　選擇器對于阻止污泥膨脹是必要的。在選擇器中氧濃度為零，二沉池回流污泥中的微量硝酸鹽能很快地被去除。在這種環境下，絲狀菌生長非常緩慢，回流污泥能夠吸附污水中幾乎所有剩余的COD(僅需10min，因而選擇器可相對小些)，通過選擇器后水中COD的濃度與系統出水COD的濃度幾乎相等。反硝化除磷菌在選擇池中也同樣發揮作用，這一過程是缺氧池反應過程的延續。?

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　　缺氧池有兩個功能：首先是反硝化以獲得不含硝酸鹽的污泥進而提高厭氧池的釋磷效率，其次是利用好氧池中的硝酸鹽來除磷。

　　缺氧反硝化除磷是在Holten污水處理廠的工業試驗中發現的，進一步的理論研究表明，在STP生物污泥中含有1/2以上的除磷菌，而在這些除磷菌中有1/2以上是反硝化除磷菌，即利用反硝化菌來達到真正的生物除磷的目的，同時也減少了對碳源的更高要求。?

　�、苋毖�/好氧池?

　　缺氧/好氧池的主要功能是脫氮，正常情況下該池可不充氧，缺氧條件可通過好氧池回流的混合液來維持。與通常的氧化溝相比，該池處于持續的缺氧狀態，這意味著硝化與反硝化一直同時發生，而且不受供氧量的制約。BCFS工藝將缺氧/好氧池、好氧池分開可使每個部分的去除速率達到最大，其主要優點是：?

　　a.在不影響反硝化與除磷的情況下可使污泥的無機化速率達到最大；?

　　b.有利于控制SVI值；?

　　c.最大程度地利用反硝化除磷菌使污泥產量最�。�?

　　d.適當充氧可使負荷穩定在最低值；?

　　e.通過氧化還原電位和溶解氧實現自動控制。?

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　　同常規的處理工藝，其主要功能是去除COD、BOD及氨氮的硝化。?

　　3 應用前景

　　BCFS工藝在荷蘭的應用已有10例，目前正在規劃處理規模相當于10×104m3/d的Rotterdam污水處理廠。?

　　表2為3座采用BCFS工藝的城市污水廠的設計及運行情況。

　　 表2 3座采用BCFS工藝污水廠的設計和運行參數

　　Holton污水處理廠原由兩組平行的曝氣間歇活性污泥池組成，經過改造后增加了新的BCFS反應池，并將原有曝氣池分為厭氧和兼氧兩部分，同時加大了厭氧反應池體積(約占總體積的10%)。Mark教授等(1997)在對其原有運行工藝調研的基礎上進行改造，使污水處理廠的氮、磷去除更加穩定，其污泥的SVI值更低且穩定，也不需要投加FeCl3(即無需外加化學藥品)。?

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