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随着社会经济的快速发展,太湖富营养化日趋严重,已成为制约区域经济发展和影响人们生活的主要环境问题。农村生活污水是太湖流域重要的面源污染源之一,且随着农村生活方式的改变而日益加剧。为了控制太湖地区日益严重的生活污水面源污染,国家“863”计划课题组资助国家环保总局南京环境科学研究所和南京大学开展了“河网区面源污染控制成套技术的研究”(项目号:2002AA601012—4),南京大学承担了第四子课题“高效强化前置库(塘)技术与工程示范研究”,本论文是该子课题的一部分,重点是对海藻酸钠固定化活性污泥在低有机物浓度和低氮磷浓度条件下脱氮除磷效果的研究。
论文对海藻酸钠固定化活性污泥和游离活性污泥的脱氮除磷性能进行了对比研究,其中重点研究了在低污泥负荷和低氮磷浓度条件下,污泥负荷、曝气时间和pH值等对海藻酸钠固定化活性污泥去除NH<,3>—N、TN、TP和COD效果的影响。
对比了厌氧一好氧交替条件下(AAA工艺)游离活性污泥对三组不同磷浓度模拟生活废水的除磷效果。活性污泥对磷浓度为5~7mg/L的废水处理效果最好,磷去除率可达97%;对磷浓度为16.66mg/L和2±mg/L废水的磷去除率则分别为78.4%和75.3%。活性污泥在AAA工艺的第一个厌氧一好氧周期循环中,吸放磷现象明显,在后续的周期循环中,磷浓度变化不大;厌氧阶段磷的释放量越大,好氧阶段磷的吸收量就越大,出水磷的浓度就越低,磷的厌氧释放是磷过量吸收的前提。
对比了游离活性污泥在SBR工艺下处理7种不同碳、氮、磷浓度比废水的处理效果。7种条件下碳、氮、磷在配水中的浓度(mg/L)分别是:250:5:1,100:5:1,250:10:1,250:10:5,100:10:5,250:10:10,100:10:10。分析了NH<,3>—N、TN、TP和COD四种指标。在每种比例的配水条件下,装置运行时间8~17d不等。SBR反应器在7种条件下对NH<,3>—N的去除率在93.92%~98.18%之间,去除率普遍较高,而且在7种条件下表现出的差异随因素的变化趋势并不明显;在第1~5种条件下对TN的去除率都在90%以上,后两种条件下TN的去除率分别约为88.93%和70.42%,处理出水的TN浓度在0.332 mg/L~2.958mg/L之间;在1、2、4三种条件下,磷的去除率都在95%以上,在第3种条件下,磷的去除率约为91%,在第5种条件下约为73%,后两种条件下,磷的去除率仅分别为31.84%和32.54%;七种试验条件下SBR反应器对COD的去除率在90.24%~98.02%之间,降解较为完全,出水浓度均达到了GB8978—1996中规定的城镇二级污水处理厂一级排放标准(≤60mg/L)的要求。SBR反应器的脱氮除磷效率与进水碳源以及氮磷浓度关系密切:当磷浓度为1mg/L时,TN和TP去除率均较高(>90%);当磷浓度为5mg/L时,TN去除率仍较高(>90%),TP去除率在有机物浓度较低时有明显下降;当磷浓度为10mg/L时,TN和TP去除均率下降明显,最不利的情况是碳源也相对不足时。
与游离活性污泥相比,当用固定化活性污泥处理废水时,不管污泥负荷高低,只要颗粒达到一定强度,出水就较清澈;在对TN和COD的去除效果上都与之相当;对TP的去除效果稍差,且需要较长的曝气时间,因而也需要更多的能耗。