【技术实现步骤摘要】
一种污水强化生物除磷过程聚磷菌富集优化的方法和提高污水强化生物除磷过程性能的方法
本专利技术涉及污水除磷技术,具体来讲,涉及一种污水强化生物除磷技术,特别是延长厌氧条件下的污水强化生物除磷技术,以及对污水强化生物除磷过程聚磷菌富集的设计和/或运行进行优化的方法,提高污水强化生物除磷过程性能的方法。
技术介绍
随着近年来对于污水中含有磷的更高水平处理的需求,更可靠和更好的优化除磷方法的出现被广泛期待。与传统的化学除磷(使用铁盐、铝盐或氢氧化钙等化学物质与含磷化合物进行反应进行除磷的技术)相比,强化生物除磷过程,即利用污水处理中微生物通过过量吸收超过自身代谢所需要的磷元素而以积累磷为细胞内聚合磷的方式完成的除磷,被认为是一种具有经济和环境优势的潜在高效方法。但是,在实践中,存在如下技术问题:许多强化生物除磷设施的表现不稳定,除磷的表现受进水条件影响大。强化生物除磷方法由于其运作不稳定通常需要备用化学品(standbychemicals)来保障其获得可靠和一致的出水达标性能,而经常地添加通过商业购买的碳源或现场初级污泥发酵的外部碳会增加成本并增加过程中的碳足迹,并且并非在所有情况下初级污泥发酵都是可行的,特别是对于没有初级处理的设施。越来越多的设施面临较低的磷排放许可限制。如果没有一致有效的强化生物除磷过程性能,这些设施被迫越来越依赖化学磷去除,这显着增加了化学品使用的成本和不良环境影响。
技术实现思路
越来越多的设施面临较低的磷排放许可限制。具有稳定、有效的性能,不依赖于商业化学碳源的强化生物除磷过程的开发受到迫切期待。在对强化生物除磷工艺进行改进的新型旁流强化生 ...
【技术保护点】
1.一种对污水强化生物除磷过程的设计和/或运行进行优化的方法,其特征在于:使用改良活性污泥模型,该改良活性污泥模型包括聚磷菌‑聚糖菌竞争模块,该聚磷菌‑聚糖菌竞争模块中包含了分阶段的细胞维护‑细胞凋亡。
【技术特征摘要】
1.一种对污水强化生物除磷过程的设计和/或运行进行优化的方法,其特征在于:使用改良活性污泥模型,该改良活性污泥模型包括聚磷菌-聚糖菌竞争模块,该聚磷菌-聚糖菌竞争模块中包含了分阶段的细胞维护-细胞凋亡。2.权利要求1所述的方法,其特征在于:上述污水强化生物除磷过程是处于延长厌氧条件下的污水强化生物除磷过程,上述改良活性污泥模型是基于延长厌氧状况下生物除磷过程中微生物种群间竞争机理的模型的。3.权利要求1所述的方法,其特征在于:上述污水强化生物除磷过程是高浓度污泥厌氧旁流生物除磷过程。4.权利要求3所述的方法,其特征在于:上述高浓度淤泥为回流污泥。5.权利要求1所述的方法,其特征在于:上述方法是在强化生物除磷过程中通过活性污泥发酵连续产生可挥发性有机酸从而使对于进水中碳源的依赖程度减少,并通过延长厌氧条件下聚磷菌-聚糖菌间竞争使得聚磷菌得以富集,从而对旁流强化生物除磷系统性能进行优化的。6.权利要求2所述的方法,其特征在于:上述延长厌氧条件指处于厌氧状态的时间为8小时以上,优选14小时以上,更优选18小时以上,特别更优选24小时以上。7.权利要求1所述的方法,其特征在于:上述改良活性污泥模型的基本模型继承自现有活性污泥模型,增加了上述分阶段的细胞维护-细胞凋亡和上述聚磷菌-聚糖菌竞争模块,用以模拟延长厌氧条件下的聚磷菌-聚糖菌活性竞争的。8.权利要求1所述的方法,其特征在于:上述改良活性污泥模型的基本模型继承自ASM2活性污泥模型,增加了上述分阶段的细胞维护-细胞凋亡和上述聚磷菌-聚糖菌竞争模块,用以模拟延长厌氧条件下的聚磷菌-聚糖菌活性竞争的。9.权利要求1所述的方法,其特征在于:将该方法用于评估污泥停留时间、水力停留时间、有机酸生成速率以及聚磷菌/聚糖菌相对种群丰度对于厌氧聚磷菌选择反应器性能的影响,从而为进一步优化设计和/或运行条件以及针对特定水厂的生物除磷过程的设计和/或运行提供标准。10.权利要求1所述的方法,其特征在于:针对聚磷菌,进行如下模拟:(1)在厌氧阶段的可挥发性有机酸摄取,活性P释放,糖原降解和聚β羟基烷酸酯形成;维护中按次序的利用体内聚合物,聚合物消耗后的分解凋亡;以及(2)在有氧阶段基于聚β羟基烷酸酯的生物质成长,基于聚β羟基烷酸酯的糖原合成,基于聚β羟基烷酸酯的多磷酸盐合成,维护中的按次序的聚合物利用,生物质凋亡,细胞内聚合物凋亡;针对聚糖菌,进行如下模拟:(1)在厌氧阶段的可挥发性有机酸摄取,糖原降解和聚β羟基烷酸酯形成;维护中的按次序的体内聚合物利用,聚合物消耗后的分解凋亡;以及(2)在有氧阶段的基于聚β羟基烷酸酯的生物质成长,基于聚β羟基烷酸酯的糖原合成,维护中的按次序的聚合物利用,生物质凋亡,细胞内聚合物凋亡;针对其他异养菌,进行如下模拟:(1)在厌氧阶段的生物质凋亡,(2)在有氧阶段的基于基质的生物质增长以及生物质凋亡。11.权利要求1所述的方法,其特征在于:在上述细胞维护的模拟中,使用一组潜在的可利用的细胞内聚合物{s1,s2,...,sn}时,这些聚合物按照利用率优先顺序进行排序,细胞维护中个物质的实时降解率如下:ri是第i种物质的实时降解率,单位为mol-ATP/C-molMLVSS/hr;mATP是细胞维护需求,单位为mol-ATP/C-molMLVSS/hr,其仅取决于被模拟微生物本身以及环境条件,该环境条件包括温度和氧化还原条件,该还原条件环境即需氧、厌氧或缺氧;wi是第i种物质si的开关函数,取决于各物质的剩余储量,使用如下公式计算得出:Ki是特定的半饱和浓度常数,针对多磷酸盐单位是gP/gMLVSSCOD,针对糖原和聚β羟基烷酸酯的单位是gCOD/gMLVSSCOD;fi=Xi/X是第i种物质的归一化浓度,即其储存含量对所在细胞的生物量的比值,针对多...
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