摘要:應用A/O生物脫氮中試試驗裝置處理實際生活污水,考察了生物脫氮過程中DO和pH的變化規律.結果表明,A/O工藝硝化過程中DO和pH在好氧區的變化可分為3種典型情況,并獲得pH曲線可以作為短程硝化反應的控制參數,基于在線過程控制,可以獲得穩定較高的NO2--N積累,而不采用在線過程控制,NO2--N積累很不穩定;當亞硝化過程完成繼續曝氣將造成亞硝酸氮繼續氧化為硝酸氮,從而亞硝酸氮積累率降低.應用在線過程控制,不但可提高系統脫氮效率,而且可大大節約系統運行費用.

關鍵詞:A/O生物脫氮工藝,生活污水,在線過程控制,DO,pH,亞硝酸氮積累

富營養化問題是當今世界面臨的最主要的水污染問題之一.近年來,雖然我國污水處理率不斷提高,但是由氮磷污染引起的水體富營養問題不僅沒有解決,而且有日益嚴重的趨勢.這促使人們對常規活性污泥工藝進行改造,以提高氮、磷的去除率.與發達國家相比,我國在污水處理基本理論、工藝流程和工程設計等方面并不明顯落后,但是在運行管理與自動控制方面存在著較大的差距.

加強我國污水生物處理工藝運行優化的研究,在我國現階段無論從節省資金、提高污水處理效果和優化污水脫氮除磷等方面都有重大的理論意義與現實意義.基于本研究第一和第二部分內容可知控制低DO濃度不但可實現A/O工藝的短程硝化反硝化(馬勇等,2006;彭永臻等,2006),而且可獲得較好的處理效果.

亞硝酸氮的積累率很不穩定,當氨氮轉化為亞硝酸氮的硝化過程完成,繼續曝氣,亞硝酸氮將轉化為硝酸氮,從而造成亞硝酸氮積累率下降,因此無法最大程度的發揮短程硝化反硝化的優勢.短程硝化的標志是有穩定且較高的NO2--N積累,即亞硝化率較高.為了維持穩定的最大亞硝酸氮積累率,需要合理判斷亞硝化反應完成的時間,實現系統的在線過程控制.

目前對連續流A/O工藝短程硝化反硝化的研究很少,對其自動控制的研究尚未見研究報道. 由于DO和pH在線傳感器具有價格低、維護費用低、響應快、精度高、便于計算機接口等優點,在污水生物處理控制系統的研究和應用很多,并且基本集中在SBR法(Yu et a l. , 1998) ,研究表明在SBR法反硝化過程中,反硝化結束時在ORP曲線上會出現“硝酸鹽膝”,在pH曲線上會出現“硝酸鹽峰”(Choet al. , 2001; Paul et al. , 1998). 在SBR法硝化過程中,硝化結束時在DO和ORP曲線上會出現“氨氮突躍點”, 而在pH 曲線上會出現“氨氮谷點”(Chang et al. , 1996; Hao et al. , 1996) ,基于這些特征點,可以很好的實現SBR法的運行控制. 至今國內外未見DO、pH和ORP在連續流A /O 工藝中的研究報道(Ma et al. , 2005) ,本文詳細研究A /O生物脫氮過程中DO和pH的變化規律,從而建立基于DO和pH的在線控制策略,實現系統過程控制、并維持較高的亞硝酸氮積累率,提高工藝脫氮效率,降低系統運行費用. 試驗材料和方法見文獻(馬勇等, 2006).具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

1　試驗結果( Experimental results)

1. 1　DO、pH在好氧區的變化規律

經研究發現,DO和pH在好氧區的變化可以分為3種典型情況,分別是硝化反應未完成、硝化反應在好氧區最后格室完成或即將完成、硝化反應提前完成.（哈爾濱工業大學市政與環境工程學院）

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