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利用双污泥反硝化除磷工艺降低污水处理过程中N2O产生量

范文

王雪芳张洪波

摘 ?????要：以人工模拟废水为处理对象，采用双污泥反硝化除磷工艺，试探了在不同DO下各污染物的去除率和曝气池中N2O气体产生量，结果表明：双污泥反硝化工艺对废水中氨氮、总氮和总磷去除效果较好，对COD和BOD5的去除效果甚微;曝气池中产生的N2O量在曝气前30 min几乎呈线性增长，随后区域稳定，曝气池中DO为2、3、4 mg/L时，曝气60 min后产生的N2O分别为0.37、0.32和0.47 mg/L;为使该工艺处理印染废水能达到最大的经济效益和环境效益，应控制曝气池中DO浓度为3 mg/L。

关 ?键 ?词：双污泥反硝化; 脱氮除磷; DO; N2O

中图分类号：TQ110.3 ??????文献标识码： A ??????文章编号： 1671-0460（2019）08-1671-04

Abstract： Using artificial simulated wastewater as the treatment object， the removal rate of each pollutant in different DO and the amount of N2O gas in the aeration tank were tested by double sludge denitrifying phosphorus removal process. The results showed that， the double sludge denitrifying phosphorus removal process had better effect on the removal of ammonia nitrogen， total nitrogen and total phosphorus in wastewater， and had little effect on the removal of COD and BOD5; The amount of N2O produced in the aeration tank increased almost linearly 30 min before aeration. When the DO in the aeration tank was 2， 3 or 4 mg/L， the N2O produced after 60min aeration was 0.37， 0.32 and 0.47 mg/L， respectively; In order to achieve the maximum economic and environmental benefits for the treatment of printing and dyeing wastewater， the DO concentration in the aeration tank should be controlled 3 mg/L.

Key words： Double sludge denitrification; Nitrogen and phosphorus removal; DO; N2O

随着人类社会的发展，人民生活水平提高的同时也带来了一系列的环境问题，在发展经济的过程中也付出了严重的环境代价[1]。据报道，我国大部分水体都面临富营养化的困境[2]，水体富营养化主要是由于营养物质的过剩，尤其是氮、磷等物质，造成水体中藻类大量繁殖[3]，水体富营养化后透明度会下降，影响水体富营养化的主要环境因子有总氮含量、总磷含量、叶绿素a含量、高锰酸钾指数以及透明度。目前有关污水处理的方法主要有物理法、化学法、生物法[4-8]，其中萃取法、膜分离法和吸附法是物理法处理废水的典型代表工艺[9]，近几年来有关这两种方法的研究报道也较多[10]，但吸附法主要不足是活性剂的再生较为困难[11]，膜分离法技术要求较高且建设成本较高[10];化学法主要包括电解法、催化法，这些工艺对技术要求也较高，各参数控制要求严格[12，13];生物法是当前应用最为广泛的污水处理工艺[14]，其中又以活性污泥法、生物转盘、生物膜法最具有代表性。目前有关双污泥反硝化除磷工艺的研究较多，如王梅乡[15]等以双污泥工艺重点分析了该工艺在启动时的脱氮除磷机理以及影响因素;李亚峰[16]等重点研究了该工艺在不同C/N，碳源类型以及pH下的去除效果，得出了最佳控制参数;杨鹏[17]等采用该工艺处理模拟生活污水，重点分析了不同曝气时间对氨氮、总氮以及硝酸盐氮的去除效果;董晓清[18]等分析了双污泥反硝化工艺在厌氧释磷和好氧吸磷的整个水动力学过程特征。

印染废水具有氨氮浓度高、有机物含量高等特点[19]，当水体中氮磷等浓度过高时会降低水体溶解氧水平、氨氮还可以与水体中氯反应生成氯氨。据报道，氨氮进入人体后在一定条件下会转化为硝酸盐或者亚硝酸盐[20]，这两种物质在人体中若积累过多会严重影响身体健康，氨氮进入水体后会影响水生生物的生存，进而影响人体健康，进入水体后也会破坏水生态系统的平衡，因此，由于印染废水具有上述特点，该废水的处理一直是广大学者研究的重点，生物脱氮技术最早是Wuhrmann在生物滤池的反硝化过程中发现的[21]，经过这几年的发展生物脱氮除磷技术得到了快速的发展，目前关于脱氮除磷的方法有吹脱法、生物法和离子交换法，双污泥反硝化工艺在处理高氨氮废水时还会产生N2O气体，N2O是产生温室效应的重要物质之一，對温室效应的贡献率约为8%，但同含量情况下，N2O产生温室效应的作用是二氧化碳气体的7.5倍，是甲烷的13.6倍[22]。本文拟以双污泥反硝化除磷技术处理模拟印染废水，分析不同溶解氧下各污染物的去除效果和去除率，分析在不同pH下该工艺中N2O的产生量，研究结论可为进一步了解双污泥反硝化技术处理污水的机理提供理论依据。

3 ?结论

本文以双污泥反硝化除磷技术处理模拟印染废水，以240 min为一反应周期，分析了在不同DO下出水中COD、BOD、氨氮、总氮和总磷的去除率，结果表明：

（1）该工艺对COD和BOD5的去除效果甚微，当曝气池中DO浓度为2、3、4 mg/L时，该工艺对氨氮、总氮和总磷的去除率分别为87.4%、83.67%、94.83%、96.8%、90%、99%和94.8%、99.08%、99.83%;

（2）曝气池中产生的N2O量在曝气前30 min几乎呈线性增长，随后区域稳定，曝气池中DO为2、3、4 mg/L时，曝气60 min后产生的N2O分别为0.37、0.32和0.47 mg/L;

（3）为使该工艺处理印染废水能达到最大的经济效益和环境效益，应控制曝气池中DO浓度为3 mg/L。

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