同步脫氮除磷是以高效率同步脫氮、除磷為目的而開發(fā)的一項技術(shù)，該工藝具有較好的脫氮、除磷效果。但是，在實際運行過程中，同步脫氮除磷技術(shù)還存在一些問題。

由表1可見聚磷微生物所需要泥齡很短。

解決硝酸鹽問題的關(guān)鍵是如何在回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)之前,設(shè)法將其攜帶的硝酸鹽消耗掉.一種方法是在回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)之前,先進(jìn)處一個附設(shè)的缺氧池,在這個缺氧池中回流污泥攜帶的硝酸鹽利用污泥本身的碳源反硝化。由于沒有外加碳源, 這種反硝化實際上多屬內(nèi)源代謝, 因此反硝化速率不高。作為對第一種方法的改進(jìn),另一種方法通過投加外加碳源或引入一部分污水來提高附設(shè)缺氧池的反應(yīng)速率。

UCT工藝另辟蹊徑, 把常規(guī)A2/O工藝的缺氧區(qū)分為前后兩個部分(如圖 4) 。內(nèi)循環(huán)1將硝化液從好氧區(qū)(O)回流至缺氧區(qū)(A2),內(nèi)循環(huán)2將A2區(qū)前部的混合液循環(huán)至A1區(qū), 回流污泥不是直接進(jìn)入A1區(qū), 而是先進(jìn)入A2區(qū)前部。這種作法實際上是劃出一個小的缺氧區(qū)專門消耗回流污泥中的硝酸鹽, 故避免了回流污泥中的硝酸鹽對厭氧區(qū)的沖擊,改善了聚磷菌的釋磷環(huán)境。但是, 進(jìn)入A2區(qū)前部的回流污泥實際上只有一小部分由內(nèi)循環(huán)2運至A1區(qū), 其余大部分未經(jīng)釋磷直接進(jìn)入后續(xù)工藝。也就是說, 在所排除的剩余污泥中只有一小部分經(jīng)歷了完整的釋磷、吸磷全過程, 其實際除磷效果可能因此而大受影響。常規(guī)A2/O工藝實際上也存在類似缺陷。

系統(tǒng)的硝化問題和反硝化容量問題

硝化和反硝化是生物除磷脫氮系統(tǒng)密不可分的兩個過程。硝化不充分, 出水氨氮必然升高, 反硝化能力也發(fā)揮不出來; 反硝化不充分出水硝酸鹽就會上升。怎樣配置恰當(dāng)?shù)南趸头聪趸萘? 充分發(fā)揮它們的潛力, 是脫氮除磷工藝設(shè)計和運行的一個重要問題。

系統(tǒng)的硝化和反硝化能力首先是決定于各自相應(yīng)區(qū)域的水力停留時間( 或有效容積) 。對于城市污水來說, 一般夏季的反硝化和硝化分別需要1~2h和3~4h, 考慮冬季低溫的影響通常確定反硝化時間為2~3h, 硝化時間為5~6h。

決定硝化和反硝化能力的第二個因素是工藝布置形式。例如和常規(guī) A2/O工藝相比, 缺氧區(qū)前置的倒置A2/O工藝可明顯提高系統(tǒng)反硝化能力。而在好氧區(qū)適當(dāng)投放填料則會提高系統(tǒng)的硝化能力。

通過改變運行參數(shù)也可以對系統(tǒng)的硝化和反硝化能力進(jìn)行調(diào)整。延長泥齡, 加強曝氣和攪拌, 有利于提高好氧區(qū)的硝化能力; 適當(dāng)縮短泥齡, 降低溶解氧水平, 則有利于提高系統(tǒng)的反硝化能力。

對于前置反硝化來說, 內(nèi)循環(huán)比是十分重要的運行參數(shù), 對硝化、反硝化以及釋磷、吸磷都有重要影響。表面上, 內(nèi)循環(huán)是把硝化液從硝化區(qū)回流至反硝化區(qū)。在一定范圍內(nèi), 內(nèi)循環(huán)比越大, 出水硝酸鹽越少。

但是, 內(nèi)循環(huán)給系統(tǒng)帶來的一個不可忽視的問題是, 硝化液中的溶解氧對缺氧環(huán)境具有破壞作用。當(dāng)存在溶解氧時, 脫氮菌總是優(yōu)先利用游離氧作為電子受體氧化有機物, 反硝化過程因而被阻礙。而且, 隨著內(nèi)循環(huán)加大, 系統(tǒng)中的短流現(xiàn)象也會越來越明顯。

所以即使不考慮動力消耗, 內(nèi)循環(huán)比也不宜過大。此外, 對于常規(guī) A2/O工藝, 若內(nèi)循環(huán)比過大, 則參與釋磷吸磷過程的污泥比例將會嚴(yán)重減少, 影響除磷效率。因此, 對于一定的工藝系統(tǒng),內(nèi)循環(huán)比應(yīng)有一個恰當(dāng)?shù)姆秶? 并隨水質(zhì)、水量和溫度的變化而適當(dāng)調(diào)整。

釋磷與吸林德容量問題

釋磷和吸磷是相互關(guān)聯(lián)的兩個過程。一般認(rèn)為, 聚磷菌只有經(jīng)過充分的厭氧環(huán)境并釋磷才能更好地吸磷, 而且, 也只有吸磷良好的聚磷菌才會在厭氧或缺氧條件下大量釋磷。

關(guān)于釋磷、吸磷的機理至今還有許多方面尚未研究清楚。對于運行良好 城市污水生物脫氮除磷系統(tǒng)來說, 一般夏季的釋磷和吸磷時間分別需要115~215h和2~3h, 冬季低溫環(huán)境下兩者所需的時間均應(yīng)適當(dāng)延長。

在A2/O工藝中, 吸磷和硝化是同步進(jìn)行的, 而硝化時間較長, 故吸磷容量通常不成問題。從系統(tǒng)的角度看, 微生物的厭氧釋磷過程似更為關(guān)鍵。以往關(guān)于厭氧釋磷過程時間的確定, 多是就釋磷本身以釋磷曲線為依據(jù)進(jìn)行研究的。

但是, 釋磷并不是處理系統(tǒng)的最終目的, 當(dāng)把釋磷和吸磷過程以及最終的除磷效果聯(lián)系起來進(jìn)行考察時就會發(fā)現(xiàn), 單純按照上述方法來確定厭氧區(qū)的HRT是不充分的。根據(jù)有關(guān)厭氧歷時對除磷效率影響的研究表明: 在一定范圍內(nèi), 適當(dāng)延長厭氧反應(yīng)時間, 降低厭氧區(qū)氧化還原電位, 可以明顯提高系統(tǒng)的除磷效率。