詳細介紹
微動力厭氧污水處理裝置
微動力厭氧污水處理裝置——材料與方法
1.1 試驗裝置
EMBR曝氣池的尺寸為1 500 mm×667 mm× 2 000 mm,有效容積為2 m3。反應(yīng)器處理能力為200 L/h,水力停留時間(HRT)為10 h,污泥停留時間(SRT)為10 d。在曝氣池的水面上放置塑料泡沫,利用塑料泡沫固定、種植水生植物,試驗種植的水生植物為蘆葦。在曝氣池一側(cè)安裝PVDF中空纖維膜組件,膜孔徑為0.2 μm。采用蠕動泵抽吸出水,運行方式為開8 min、停2 min。膜出水管上安裝真空表,當(dāng)真空表壓力到達20 kPa時停止運行,對膜組件進行清洗。膜組件下方安裝曝氣頭,提供微生物進行新陳代謝所必需的溶解氧,并利用氣泡沖刷膜絲表面,控制膜污染。EMBR的工藝流程如圖1所示。
1.2 試驗方法
采用EMBR處理某居民小區(qū)生活污水,每周從進水管和膜出水管中各取樣3~4次,檢測指標為COD、BOD5、NH3-N、TN和TP,試驗周期超過3個月。將試驗結(jié)果與曝氣池中未種植水生植物的MBR進行比較,對EMBR去除有機物及營養(yǎng)物質(zhì)的效能進行研究。
試驗期間,曝氣池內(nèi)水溫介于16.5~22.8 ℃,DO為(1.0±0.2) mg/L,膜通量為10 L/(m2·h),蘆葦生物量約為7 510 g/m2,蘆葦根系附著的生物膜量約為 1 470 mg/L。曝氣池內(nèi)MLSS為3 670~3 810 mg/L,MLVSS為2 530~2 604 mg/L。試驗期間原水水質(zhì)情況見表1。
1.3 檢測項目及方法
COD采用重鉻酸鉀法測定,BOD5采用生化需氧量標準法測定,NH3-N采用納氏試劑分光光度法測定,TN采用過硫酸鉀消解-紫外分光光度法測定;TP采用鉬銻抗分光光度法測定,MLSS、MLVSS采用重量法[5]測定。DO用溶解氧儀測定,pH由pH計測定。
生物膜量的測定:取出所有蘆葦,將根系上附著的生物膜清除下來,烘干、稱重,所得質(zhì)量與曝氣池有效容積的比值即為生物膜量。蘆葦生物量的測定:清除根系附著的生物膜后,將蘆葦置于室溫下晾至表面附著水消失,此時蘆葦稱重所得質(zhì)量與曝氣池有效平面面積的比值即為蘆葦?shù)纳锪俊?/span>
2 試驗結(jié)果與討論
2.1 對COD的去除效果
試驗期間MBR和EMBR對COD的去除效果均較為穩(wěn)定,其中MBR對COD的去除率介于87.3%~92.8%,平均去除率為90.2%,EMBR對COD的去除率介于93.2%~97.2%,平均去除率為95.7%,可見EMBR對COD的去除效果明顯優(yōu)于MBR(見圖2)。
2.2 對BOD5的去除效果
生活污水的可生化性較好,試驗期間MBR和EMBR對BOD5均表現(xiàn)出良好的去除效果,且去除效果均較為穩(wěn)定。其中MBR對BOD5的去除率介于88.2%~93.8%,平均去除率為91.1%,而EMBR對BOD5的去除率介于94.1%~98.8%,平均去除率為97.3%。很明顯,EMBR能夠在MBR的基礎(chǔ)上進一步去除生活污水中的BOD5(見圖3)。
2.3 對NH3-N的去除效果
由于膜分離技術(shù)的介入,MBR的HRT與SRT相分離,反應(yīng)器可在較低的HRT與較高的SRT條件下運行,而較高的SRT有利于硝化細菌的生長,可提高反應(yīng)器對氨氮的去除效果??疾炝薓BR與EMBR對NH3-N的去除效果,如圖4所示。
由圖4可知,MBR和EMBR均表現(xiàn)出良好的去除氨氮的效果,兩者對NH3-N的去除率均超過90%。其中MBR對NH3-N的平均去除率為92.8%,而EMBR對NH3-N的平均去除率為97.3%。
2.4 對TN的去除效果
一般而言,生物脫氮過程可分為2個步驟,第1個步驟是在好氧條件下的硝化反應(yīng)過程,第2個步驟是在缺氧條件下的反硝化反應(yīng)過程。在普通好氧式MBR中,好氧條件下的硝化反應(yīng)過程進行得較為*,反應(yīng)器對氨氮的去除效果較好,但由于缺少缺氧環(huán)境,反硝化反應(yīng)過程受到嚴重影響。因此好氧式MBR的脫氮效果較差。為了進一步提高MBR的脫氮效果,在試驗過程中將DO控制在較低的水平(1.0 mg/L左右),期望能在活性污泥內(nèi)部實現(xiàn)缺氧或厭氧微環(huán)境以實現(xiàn)同步硝化反硝化,然而從檢測結(jié)果來看,MBR的脫氮效果仍然不是很理想。MBR與EMBR對TN的去除效果如圖5所示。
由圖5可知,MBR對TN的平均去除率僅為38.6%,脫氮效果較差,而EMBR對TN的平均去除率為48.7%,取得了較好的脫氮效果。
2.5 對TP的去除效果
考察了MBR與EMBR對TP的去除效果,如圖6所示。
生物除磷過程也需要2個步驟,一個是厭氧條件下聚磷菌的釋磷過程,另一個是好氧條件下聚磷菌的吸磷過程。由圖6可知,MBR和EMBR均取得了良好的除磷效果,分析其原因應(yīng)該與DO濃度較低、SRT較小有關(guān),DO較低有利于在活性污泥內(nèi)部和反應(yīng)器局部形成厭氧微環(huán)境,而SRT較小則有利于及時排除高磷污泥。另外,試驗結(jié)果同時顯示EMBR的除磷效果稍優(yōu)于MBR,MBR對TP的平均去除率為76.2%,而EMBR對TP
選擇準則
1) 城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況和要求,經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟比較后優(yōu)選確定。
2) 工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟指標包括:處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體環(huán)境效益等。
3) 應(yīng)切合實際地確定污水進水水質(zhì),優(yōu)化工藝設(shè)計參數(shù)。必須對污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進行詳細調(diào)查或測定,作出合理的分析預(yù)測。在水質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜或特殊時,應(yīng)進行污水處理工藝的動態(tài)試驗,必要時應(yīng)開展中試研究。
4) 積極審慎地采用高效經(jīng)濟的新工藝。對在國內(nèi)*應(yīng)用的新工藝,必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗,提供可靠設(shè)計參數(shù)后再進行應(yīng)用。
工藝流程說明
污水經(jīng)格柵去除大顆粒狀和纖維狀雜質(zhì)后流入三級厭氧生物處理,整個系統(tǒng)設(shè)在地坪以下,污水進入后自動沿系統(tǒng)內(nèi)特定結(jié)構(gòu),逐次流經(jīng)厭氧發(fā)酵室、厭氧腐化室、厭氧過濾室和溪流氧化床,進行三級厭氧生物處理和溪流氧化處理。
污水的厭氧生物反應(yīng)有以下四個階段:
1、 水解階段:大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì),固體物質(zhì)降解為可溶性物質(zhì);
2、 酸化階段:碳水化合物降解為脂肪酸;
3、 退化階段:有機酸和溶解的含氮化合物分解為氨、胺和二氧化碳(CO2)、氮(N2)、甲烷(CH4)、氫(H2)以及少量副產(chǎn)品硫化氫(H2S)、硫醇、糞臭素和吲哚等,這些副產(chǎn)品是帶有異味的氣體混合物。本系統(tǒng)設(shè)排氣管(或兼用建筑物雨水下水管),將反應(yīng)氣體導(dǎo)入高空排放。
4、 甲烷化階段:甲烷菌將有機酸轉(zhuǎn)化為沼氣。不過,甲烷化階段主要在較長的厭氧時間內(nèi)發(fā)生,本系統(tǒng)只經(jīng)過部分甲烷化階段。
經(jīng)過四個階段的厭氧生物反應(yīng),污水中的大部分有機污染物被厭氧菌去除。你好后污水流過溪流氧化床,殘留在污水中的可溶性(或半溶解性)的有機污染物,很容易在溪流氧化床中被好氧菌進一步分解而去除。