摘要:应用A/O生物脱氮中试试验装置处理实际生活污水,考察了生物脱氮过程中DO和pH的变化规律.结果表明,A/O工艺硝化过程中DO和pH在好氧区的变化可分为3种典型情况,并获得pH曲线可以作为短程硝化反应的控制参数,基于在线过程控制,可以获得稳定较高的NO2--N积累,而不采用在线过程控制,NO2--N积累很不稳定;当亚硝化过程完成继续曝气将造成亚硝酸氮继续氧化为硝酸氮,从而亚硝酸氮积累率降低.应用在线过程控制,不但可提高系统脱氮效率,而且可大大节约系统运行费用.

关键词:A/O生物脱氮工艺,生活污水,在线过程控制,DO,pH,亚硝酸氮积累

富营养化问题是当今世界面临的最主要的水污染问题之一.近年来,虽然我国污水处理率不断提高,但是由氮磷污染引起的水体富营养问题不仅没有解决,而且有日益严重的趋势.这促使人们对常规活性污泥工艺进行改造,以提高氮、磷的去除率.与发达国家相比,我国在污水处理基本理论、工艺流程和工程设计等方面并不明显落后,但是在运行管理与自动控制方面存在着较大的差距.

加强我国污水生物处理工艺运行优化的研究,在我国现阶段无论从节省资金、提高污水处理效果和优化污水脱氮除磷等方面都有重大的理论意义与现实意义.基于本研究第一和第二部分内容可知控制低DO浓度不但可实现A/O工艺的短程硝化反硝化(马勇等,2006;彭永臻等,2006),而且可获得较好的处理效果.

亚硝酸氮的积累率很不稳定,当氨氮转化为亚硝酸氮的硝化过程完成,继续曝气,亚硝酸氮将转化为硝酸氮,从而造成亚硝酸氮积累率下降,因此无法最大程度的发挥短程硝化反硝化的优势.短程硝化的标志是有稳定且较高的NO2--N积累,即亚硝化率较高.为了维持稳定的最大亚硝酸氮积累率,需要合理判断亚硝化反应完成的时间,实现系统的在线过程控制.

目前对连续流A/O工艺短程硝化反硝化的研究很少,对其自动控制的研究尚未见研究报道. 由于DO和pH在线传感器具有价格低、维护费用低、响应快、精度高、便于计算机接口等优点,在污水生物处理控制系统的研究和应用很多,并且基本集中在SBR法(Yu et a l. , 1998) ,研究表明在SBR法反硝化过程中,反硝化结束时在ORP曲线上会出现“硝酸盐膝”,在pH曲线上会出现“硝酸盐峰”(Choet al. , 2001; Paul et al. , 1998). 在SBR法硝化过程中,硝化结束时在DO和ORP曲线上会出现“氨氮突跃点”, 而在pH 曲线上会出现“氨氮谷点”(Chang et al. , 1996; Hao et al. , 1996) ,基于这些特征点,可以很好的实现SBR法的运行控制. 至今国内外未见DO、pH和ORP在连续流A /O 工艺中的研究报道(Ma et al. , 2005) ,本文详细研究A /O生物脱氮过程中DO和pH的变化规律,从而建立基于DO和pH的在线控制策略,实现系统过程控制、并维持较高的亚硝酸氮积累率,提高工艺脱氮效率,降低系统运行费用. 试验材料和方法见文献(马勇等, 2006).。

1　试验结果( Experimental results)

1. 1　DO、pH在好氧区的变化规律

经研究发现,DO和pH在好氧区的变化可以分为3种典型情况,分别是硝化反应未完成、硝化反应在好氧区最后格室完成或即将完成、硝化反应提前完成.（哈尔滨工业大学市政与环境工程学院）

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