短程硝化后再实现反硝化除磷代表了当代污水脱氮除磷的最新理论与技术,也是多学科相融合的前沿性研究课题,具有一定的前瞻性和难度。短程硝化反硝化在硝化阶段理论上可减少碱度和25%的需氧量,在反硝化阶段可减少40%的有机碳源,因而可大大降低运行费用,也可使反应器容积大为减少。反硝化除磷工艺不仅能使磷和氮同时达到稳定的去除,而且在理论上反硝化时还可以进一步减少有机碳源、除磷时减少30%的需氧量与50%的产泥量。智能控制能使处理系统稳定与可靠地运行。在本项目研究中,探索容易实现的短程硝化过程、以亚硝酸盐为电子受体的短程反硝化除磷、短程硝化和反硝化除磷过程的模糊控制等研究内容,在国内外尚未见报道。本项目将短程硝化和反硝化除磷结合起来,其研究目的是进一步减少反应器容积、节省能源与碳源,这对提升高含氮工业废水和城市污水的脱氮除磷处理效率,防止水体的富营养化、推动污水资源化等,具有很重要的科学意义与应用价值。
伴随着水体氮、磷富营养污染的严重性以及国际世界污水可持续处理理念的提出,开发高效低耗的可持续污水脱氮除磷新技术已成为当务之急。短程硝化和反硝化除磷是当前最具代表的污水脱氮除磷新理论和新技术。本项目利用A2N、A2/O及MUCT连续流工艺,同时辅以SBR间歇批次试验,系统研究了获得稳定短程硝化以及反硝化除磷2个子过程关键性影响因子的最佳阈值和范围。试验研究获得了A2N双污泥系统以及A2/O及MUCT单污泥实现稳定反硝化除磷脱氮的工艺最佳设计和运行工况,确定了反硝聚磷菌以NO2- - N作为电子受体进行缺氧吸磷时NO2- - N浓度的阈值范围。同时建立了以DO、ORP和pH模糊控制亚硝化、厌氧放磷以及缺氧反硝化吸磷过程的所需时间以及指示系统运行效果的控制体系。本项目的研究将两种新技术有机地集于一体,这将进一步减少反应器容积、节省能源与碳源,同时也可实现污泥的减量,符合可持续型污水处理发展模式,为解决我国城市污水和工业废水的脱氮除磷问题,污水回用以及湖泊、内河等缓流水体的富营养问题提供新的思路和替代手段。