潮汐式生物接觸氧化法處理生活污水試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)居民生活水平不斷提高，產(chǎn)生的生活污水量越來(lái)越大。對(duì)城市污水收集管網(wǎng)未遍及區(qū)域和農(nóng)村地區(qū)的分散式生活污水進(jìn)行就地處理，已成為控制水體污染的重要途徑。因此，在選擇分散式污水處理技術(shù)時(shí)既要因地制宜，選擇適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的技術(shù)，又要兼顧經(jīng)濟(jì)、技術(shù)合理性，選擇出水水質(zhì)穩(wěn)定，操作管理簡(jiǎn)單、投資、運(yùn)行費(fèi)用低的技術(shù)。兼具活性污泥法與生物膜法二者優(yōu)點(diǎn)的生物接觸氧化工藝，被廣泛用于處理分散式生活污水，但是其在運(yùn)行過(guò)程中存在

2、曝氣布水不均勻，容易出現(xiàn)死角的問(wèn)題?；诜稚⑹缴钗鬯幚砉に囈蠹吧锝佑|氧化工藝存在的不足，本文提出了潮汐式生物接觸氧化，采用“陜速進(jìn)水—淹沒—快速排水—空置”的潮汐式運(yùn)行方式處理生活污水。其中，快速進(jìn)水相當(dāng)于“漲潮”過(guò)程，使污水流經(jīng)填料;淹沒階段污水與填料充分接觸，有機(jī)物吸附于生物膜;快速排水相當(dāng)于“退潮”過(guò)程，形成抽吸作用將空氣快速吸入反應(yīng)器中，為生物膜上微生物好氧降解污染物提供氧氣;空置階段微生物以被生物膜吸附有機(jī)物為底物，借

3、助抽吸復(fù)氧供給的氧氣進(jìn)行高效降解，同時(shí)反應(yīng)器中形成的溶解氧濃度差也強(qiáng)化了氧的自然擴(kuò)散。
　　潮汐過(guò)程中，排水后填料孔隙均被吸入空氣充滿，使氧氣在反應(yīng)器里均勻分布，再次進(jìn)水時(shí)排擠出填料孔隙內(nèi)空氣使污水與生物膜充分接觸，不留死角。潮汐過(guò)程提高了生物接觸氧化反應(yīng)器的氧傳輸量和復(fù)氧能力，克服了傳統(tǒng)生物接觸氧化工藝布水、曝氣不易均勻，局部有死角的問(wèn)題。運(yùn)行過(guò)程中無(wú)需曝氣系統(tǒng)，僅需消耗少量動(dòng)力實(shí)現(xiàn)潮汐，屬于低成本運(yùn)行工藝，可以有效降低運(yùn)行費(fèi)用

4、。試驗(yàn)采用城市污泥再生填料，該填料具有孔隙率高、表面粗糙、易于附著生物膜的特點(diǎn)，既滿足了生物接觸氧化法填料應(yīng)滿足的要求，又實(shí)現(xiàn)了城市污泥的再生利用。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:
　　(1)采用自然掛膜法啟動(dòng)潮汐式生物接觸氧化，在環(huán)境溫度15～21℃左右，DO2mg/L以上，淹沒空置時(shí)間比為1∶3的條件下，掛膜15天后，CODcr去除率穩(wěn)定在80％以上;到29天，氨氮去除率達(dá)到91.9％。此時(shí)，系統(tǒng)對(duì)CODcr、氨氮去除

5、效果穩(wěn)定，標(biāo)志著掛膜成功，表明以城市污泥再生填料為載體的潮汐式生物接觸氧化反應(yīng)器在較低溫度下可以實(shí)現(xiàn)較快掛膜啟動(dòng)。
　　(2)本試驗(yàn)研究了不同運(yùn)行條件潮汐式生物接觸氧化對(duì)生活污水中有機(jī)物的去除效果，結(jié)果表明在進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)大的情況下，出水水質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)污水中CODcr處理效率高，表明系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。通過(guò)考察不同運(yùn)行條件的潮汐式生物接觸氧化對(duì)生活污水中有機(jī)物去除效果，對(duì)比分析不同淹沒空置時(shí)間比、處理時(shí)間對(duì)處理效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表

6、明較大的淹沒空置時(shí)間比更有利于有機(jī)物去除，原因是潮汐次數(shù)相同時(shí)較大的淹沒空置時(shí)間比對(duì)應(yīng)的淹沒時(shí)間較長(zhǎng)，從而強(qiáng)化了淹沒時(shí)生物膜對(duì)污染物的吸附，使吸附更加充分;不同處理時(shí)間的試驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)器中CODcr的降解主要發(fā)生在處理周期的前段，后段以生物膜的更新再生為主，根據(jù)處理水質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)奶幚頃r(shí)間既能滿足去除CODcr的要求，又可以使生物膜充分再生，從而有利于下一周期的吸附，使該工藝整體處理效果較好。
　　(3)為實(shí)現(xiàn)去除有機(jī)物的同時(shí)脫

7、氮的目的，本試驗(yàn)在潮汐式生物接觸氧化反應(yīng)器中設(shè)置了湖汐區(qū)、淹沒區(qū)為脫氮提供條件，試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)氨氮的去除效果較好，6種運(yùn)行條件平均去除率在72％以上，最高可達(dá)99.4％。試驗(yàn)過(guò)程中硝氮積累量明顯低于氨氮去除量，表明在去除氨氮的同時(shí)存在N損失，說(shuō)明反應(yīng)器中發(fā)生了同步硝化反硝化。對(duì)比不同淹沒空置時(shí)間比的氨氮效果發(fā)現(xiàn)較大的淹沒空置時(shí)間比有利于去除氨氮;溫度低于15℃時(shí)，對(duì)硝化反應(yīng)有明顯的抑制，氨氮去除效果僅為72.4％（C2段）。生物膜硝化

8、、反硝化強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)表明反應(yīng)器上部潮汐區(qū)為硝化區(qū)，反應(yīng)器中無(wú)明顯反硝化區(qū)。
　　由潮汐式生物接觸氧化處理生活污水去除CODcr、氨氮試驗(yàn)結(jié)果可知在進(jìn)水CODcr為175.9～386.8 mg/L、氨氮為34.2～51.6 mg/L時(shí)選擇淹沒空置時(shí)間比為1∶1，處理時(shí)間為24h的運(yùn)行條件C1，可以獲得較好的CODcr去除效果，同時(shí)氨氮去除效果也較好。
　　(4)對(duì)反應(yīng)器生物膜特性進(jìn)行研究，從微生物角度揭示潮汐式生物接觸氧化的去除機(jī)

9、理。顯微鏡觀察潮汐式生物接觸氧化生物膜，發(fā)現(xiàn)大量菌膠團(tuán)及多種原、后生動(dòng)物及微型動(dòng)物，說(shuō)明生物膜微生物相豐富。生物膜上多種細(xì)菌、原、后生動(dòng)物等微生物間存在穩(wěn)定的捕食—被捕食關(guān)系，維系了較長(zhǎng)的食物鏈。
　　(5)通過(guò)測(cè)定揮發(fā)性生物膜量及生物膜微生物呼吸速率確定了潮汐式生物接觸氧化反應(yīng)器生物膜量及膜活性，生物膜量折算成MLSS達(dá)18.01g/L，高于傳統(tǒng)生物接觸氧化;呼吸速率為40.2kgCO2/kg活性生物膜·d，表明反應(yīng)器內(nèi)生物膜量