新加坡经验：溶解氧对主流厌氧氨氧化工艺的影响

时间：2019-04-16 18:54:34 来源：IWA国际水协会 作者：

主流短程硝化/厌氧氨氧化（PN/A）已经在世界多个国家的若干污水厂里开始了不同规模的实地测试，新加坡的樟宜再生水厂就是其中的代表。IWA微信公众号曾经在之前的推送中介绍过新加坡团队在研究主流PN/A的同时，意外发现了强化生物除磷（EBPR）的存在，并对其进行了量化的分析验证。 除此以外，溶解氧（DO）也是他们的关注焦点之一。最近他们在国际水协会期刊《Water Science & Technology》上探讨了在5年半的时间内，该污水厂DO值对主流厌氧氨氧化（PN/A）工艺表现的影响。

新加坡樟宜再生水厂完整工艺示意图 | 图源：PUB

项目概况

樟宜再生水厂是新加坡最大的再生水厂，采用分段进水活性污泥脱氮除磷工艺法，日处理量高达800,000 m³/d。该污水厂共有四条平行处理线，每条的日处理量为200,000 m³/d，其中三条包含COD去除和生物脱氮除磷工艺（BNR），剩下的一条只去除COD。

樟宜再生水厂的BNR分段进水活性污泥工艺图：R-回流污泥; P-初沉池出水;*-采样点

分析方法

从2011年1月至2016年7月，研究团队对水厂的工艺表现和微生物群落开展了综合性研究。上图是其工艺布局细节及采样点设置所示。为避免不理想的混合带来的干扰，同时加快初始反应速率，缺氧区的进水浓度是根据流量、初沉池出水（primary effluent-PE）和回流污泥（仅限第一个缺氧区域）的测量浓度数据、前一个好氧区的采样点和其余PE缺氧部分的取样点等数据计算出来的。考虑到时间序列作为水流的函数，所有样品也进行了排序。PE和最终出水的流量及成分组成数据来自工厂的定期抽样计划。由于篇幅关系，对其微生物的丰富和群落分析的具体操作不再详述，感兴趣的读者可参阅原文。

研究结果

1.DO控制/曝气策略

团队在研究期内实施了两种不同的曝气策略，即2014年3月前维持较高的好氧区DO浓度；2014年3月后减少曝气，原因是此时施行了在线基于氨氮的曝气控制。这次调整的主要目的是节能，而且使最终出水氨氮远低于NEWater的进水标准（5mg NH4-N/L）。平均曝气量也因此从第一阶段的660,814 m³/d减少到第二阶段的605,130 m³/d。

相应的曝气量与初沉出水流量的体积比（air/PE）从第一阶段的3.4±0.5 m³/m³减少到3.2±0.2 m³/m³（如下图所示）。与之对应的是，好氧区的DO也明显下降，平均值从1.7±0.5mg O2/L减少到1.0±0.4mg O2/L。虽然从第一阶段到第二阶段COD负荷率减少了6％，而总氮和氨氮负荷率增加了9％，总的需氧量没有实质性变化。同时其他相关参数，如温度、pH、碱度、SRT、回流比等在此期间也无明显变动。因此他们认为DO值的减少改变工艺表现和微生物群落的主要参数。

Air/PE值（橙色）和2号处理线中好氧区DO值（绿色）的变化情况

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