而SS、NH3-N 的去除率则是先上升后下降

点击次数:86   更新时间2019-06-13     【关闭分    享:

  二段生物接触氧化法(以下简称二段法)将传统生物接触氧化池分为2 段,可以充分发挥同类微生物种群的协同作用,克服不同微生物种群间的拮抗作用,大大提高处理效率。二段生物接触氧化工艺的优点是处理时间短、运行稳定、抗冲击负荷能力强、操作简单。但同时它也有一定的缺陷,比如出水悬浮物多,脱氮除磷效果不佳等。在二段生物接触氧化池前增设厌氧水解池,可以提高污水的可生化性,去除污水中大部分的SS,降低后续生化处理的污染负荷。

  本研究采用厌氧水解- 二段生物接触氧化法处理生活污水 ,目的在于考察其处理城市生活污水的实用性,为污水处理工艺条件优化奠定基础。

  试验装置由钢化玻璃制成。池体内设挡板将其分为3 部分:厌氧水解池和A 段、B 段接触氧化池,每个池的有效容积为9.2 L,有效水深184mm,总有效容积为27.6 L。

  系统采用空压机供气,曝气砂头曝气,曝气量由玻璃转子流量计控制。反应器通过蠕动泵从厌氧端进水,经降解处理后,由好氧端出水。水解池和A 段接触氧化池内填料为美国某公司生产生物带,B 段接触氧化池内填料为湖北某公司生产的蜂窝填料。

  试验期间,污水取自某大学东校区生活污水,主要有机成分为碳水化合物、蛋白质、油脂和合成洗涤剂,水量和水质昼夜变化大,早、中、晚出现峰值。试验原水pH 为7.0~7.5,COD 为90~150 mg/L,NH3-N、SS 的质量浓度分别为20~40、100~150mg/L。

  每个池体内投加9 g混合菌粉。为加快挂膜启动速度,期间向进水中补加淘米水,以增加进水COD负荷,维持COD 容积负荷在2.7~3.5 kg/(m3d)。首先采用间歇进水方式,对好氧段闷曝气24 h 后,停止曝气,静置2 h 后,排出1/2 体积上清液,再补充污水,控制好氧池内DO 的质量浓度在2~3 mg/L 内。第3 天改为小流量连续进出水、连续曝气,第4 天开始改为大流量进水,同时调节DO 的质量浓度在3~4mg/L 内。第4 天开始每天取进出水水样测定COD,结果见图2。

  图2 表明,系统挂膜第4 天,COD 去除率已达到40.54%;第10 天COD 去除率达到82.44%80%,并且厌氧段和好氧段填料上均出现厚厚的生物膜。用光学显微镜观察接触氧化池填料上生物膜,发现上面有大量的细菌、真菌、原生动物和后生动物,它们构成了一个稳定的微生态系统。此时即为认挂膜成功。

  由表2 可知,污染物的去除率随HRT 的延长而增加,但从COD 的组成看,其去除率并不能无限增大,当HRT6 h 时,基质降解速率减慢,直至不再增加,微生物的增长达到饱和,系统对污染物的去除率达到最大。COD 和NH3-N 的去除率变化有相同的趋势,而SS 的去除率变化较小,分析原因:在水解反应池内,填料表面大量微生物将污水中大的颗粒物质和胶体物质截留和吸附,这是一个快速的物理过程,在十几秒钟或几十秒钟内就可以快速完成,在厌氧菌的作用下,将这些大颗粒难降解物质分解为小分子易降解的物质[8-9]。大部分的悬浮物在水解段得以去除,所以HRT 对SS 去除率影响不大。

  控制系统HRT 为6 h,改变曝气量,从而改变氧化池内DO 含量,观察DO 含量对污染物去除率的影响,结果见表3。

  由表3 可知,污染物的去除率随着DO 含量增加呈上升趋势。COD、SS、氨氮的去除率在原来的基础上都有一定程度的提升。但SS 的去除率受DO 含量影响不大。而且当鼓风量增大到一定程度时,由于气泡的冲刷作用,出水中会含有大量脱落的生物膜,并且大量的鼓风会提高工艺运行成本,因此,氧化池内DO 的质量浓度维持在5~6 mg/L 为宜。

  控制DO 的质量浓度5~6 mg/L、HRT 为6 h,改变进水COD,测定系统抗冲击负荷能力,结果见表4。

  由表4 可知,随着容积负荷的提高,COD 的去除率呈上升趋势,当容积负荷由0.9 kg/(m3d)逐渐增加到3.45 kg/(m3d)时,COD 去除率由81.34%逐渐增加到87.11%,表明系统有很强的抗冲击负荷能力和稳定性。而SS、NH3-N 的去除率则是先上升后下降。当进水容积负荷为3.45 kg/(m3d)时,NH3-N 的去除率降到94.97%,出水NH3-N 的质量浓度达到1.63mg/L。分析原因:当进水有机物含量很高时,生物膜中的异养好氧菌种群生长占优势,从而抑制了硝化和反硝化菌的生长,导致氨氮去除率有所降低,同时影响出水SS 含量。

  系统稳定运行时,水温为26~32 ℃、pH 为7~7.5、HRT 为6 h,DO 的质量浓度控制在5~6 mg/L,此时的处理结果见表5。

  由表5 可知,系统稳定运行时,COD、SS、氨氮都有很好的去除效果。出水水质均能达到GB 18918-2002 一级A 排放要求。

  在二段法前增加厌氧水解,不仅可以提高污水的可生化性,而且可以去除污水中大部分的SS,降低后续生化处理的污染负荷。

  厌氧水解- 二段生物接触氧化工艺优化运行工况为:HRT 为6 h,DO 的质量浓度为5~6 mg/L。在此工况下运行,系统对污染物有很高的去除率:COD、SS、NH3-N 去除率分别为80%、90%、99%左右。出水水质均能达到GB 18918-2002 一级A 要求。

  厌氧水解- 二段生物接触氧化法处理城市生活污水具有运行稳定、操作简单、污染物去除率高和抗冲击负荷能力强的特点,具有很强的适用性。



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