一体化污水处理工艺处理生活污水的实验研究 4页

'第32卷第12期Vol.32No.122009年12月EnvironmentalScience&TechnologyDec.第200932卷一体化污水处理工艺处理生活污水的实验研究薛军，谢希栋，安长伟（沈阳化工学院环境与生物工程学院，辽宁沈阳110142）摘要：介绍一种新型一体化污水处理工艺的基本原理、运行和特点。对生活污水进行试验研究，考察COD、BOD5、TN、TP、SS的去除效果，去除率达90%以上，从中确定了最佳工艺参数。研究表明，该方法是一种高效、经济适宜的工艺，出水水质稳定、一体化和自动化程度高、投资和运行费用低、操作简便等优点，处理后水质能达到国家污水综合排放一级标准（GB8978-1996）。关键词：一体化；生活污水；去除效果中图分类号：X703文献标志码：Adoi:10.3969/j.issn.1003-6504.2009.12.036文章编号：1003-6504(2009)12-0154-03IntegrationofWastewaterProcessforMunicipalWastewaterTreatmentXUEJun，XIEXi-dong，ANChang-wei（SchoolofEnvironmentalandBiologicalEngineering，ShenyangChemicalIndustryInstitute，Shenyang110142，China）Abstract：Anintegrationofwastewaterprocessconcerningbasicworkingprinciple，operationandcharacteristicswasintroduced.MunicipalwastewaterwastreatedtoremoveCOD，BOD5，TN，TPandSS，withremovalefficiencyabove90%.Theoptimumprocessparametersweredetermined.Themethodwasefficientandcosteffective，witheffluentsatisfactorytoGradeIofNationalWastewaterDischargeStandardofGB8978-1996.Keywords：integration；municipalwastewater；removalefficiency随着经济和工业飞速发展，人们生活水平的日渐150mm，中间圈半径250mm，外圈半径350mm，高提高，生活污水的量越来越多，导致河流、湖泊等水体600mm，有效容积为30L，进水量25L/h，由调节阀控的污染，使水资源的利用率降低，环境遭到破坏，也威制。反应池底部设有曝气管，进行布气，空压机进行曝[1]胁着人们的健康。为了保护环境和充分的利用好水资气，曝气量由空气流量计控制，见图1。源，将污水进行处理十分必要。近二十年来，国内的污水处理技术有了很大的发展。以混凝沉淀、气浮、中和、氧化等为主的物理化学工艺和以厌氧生物法、好氧生物法为主的生物处理工艺得到了普遍应用。为了提高污水处理的科技含量，适应经济高速发展而带来治理城市污水的需要，研究开发出了一种处理效果好、自动化程度高、管理简单方便和较经济的污水处理技术，是一种新型高效、经济上合适的污水处理新技术、新工艺、新流程。1材料与方法1.1实验装置该工艺反应池的内圈是圆形的，中间圈是半圆形污水先通过预处理，进水入一体化处理工艺系的，外圈又是圆形的，将一圆池分隔成三个区（即厌氧统，污水进行有机物的生物氧化、生物脱氮除磷，处理区、缺氧区、与好氧区），组合形似OCO。然后通过搅后入二沉淀池。拌器、曝气器，对其水动力学、生化反应利用计算机进试验装置采用有机玻璃制做圆柱体，内圈半径行调控，从而完成一系列的净化工序，使净化水达到收稿日期：2008-08-15；修回2008－11－07基金项目：沈阳市科技计划项目（1053125-1-33）作者简介：薛军（1961-），女，教授，硕士，主要从事水污染控制研究，（电话）024-89388160（电子信箱）xuej1961@163.com。 第12期薛军，等一体化污水处理工艺处理生活污水的实验研究155[2]排放标准。土地和成本。该构筑物看似简单，但操作起来颇显奥妙，十分1.2试验水质及分析项目符合水动力学与生化反应的基本理论。该法的又一1.2.1试验水质特点是去除了初沉池，而里圈的厌氧区即是水解（酸试验用水为生活污水，该污水来源于某小区污化）池，对生物除磷起作用，在构造上具有紧凑、小水，进水水质和执行出水水质达到国家污水综合排放巧、新颖的特点，这种做法既使流程简化，又节省了一级标准（GB8978-1996），具体水质指标见表1。表1进水水质和出水水质Table1Enterwaterqualityandexitwaterquality项目进水水质出水水质(GB8978-1996)COD(mg/L)≤290≤60BOD5(mg/L)≤150≤20pH值6~96~9SS(mg/L)≤150≤20TN(mg/L)≤30≤15TP(mg/L)≤4≤0.51.2.2实验分析项目细碎分散的污泥逐渐增大；出水由最初的带有大量细化学需氧量（COD）采用重铬酸钾法；BOD5采用碎悬浮物到出水清澈，悬浮物较少；SV值由最初的稀释接种法；氨氮（NH3-N）采用纳氏试剂分光光度17/100逐渐升至25/100。一周后污泥已经变成了棕黄法；总磷（TP）采用钼锑抗分光光度法。水质分析方法色的粗大胶团，判断活性污泥已经基本培养成功[3]。采用国家环境保护总局编制的水和废水监测分析方2工艺原理法（第四版）。1.3污泥培养驯化一体化污水处理新型工艺实质上是基于厌氧、缺实验中的原污泥取自沈阳市北部污水处理厂的氧和好氧于一池，生化反应原理去除有机物和脱氮除活性污泥，放入反应器内，体积大约为总有效容积的磷，它独特池型结构和设备配置，使生化池内的缺氧1/3。由于该污泥适应了城市污水厂的水量大、污染物区和好氧区既能相对分开，又能巧妙地解决混合液内浓度大、水质变化大等特点，因此在试验中可以按照正回流的矛盾，从而形成一种新型的污水处理工艺。常运行参数运行，在培养过程中的曝气溶解氧DO值2.1运行条件控制在4mg/L左右；从污泥的颜色变化来看，最初引针对该工艺系统进行了实验、分析、测试研究，工[4]进的活性污泥为浅黄色，随着时间推移逐渐变暗，而后艺系统运行参数如表2。表2工艺系统运行参数Table2Theoperationparameterofprocesssystem项目工艺参数进水流量(L/h)20~30污泥负荷(kgBOD5/kgMLSS·d)0.05~0.2容积负荷(kgBOD/m3·d)0.57~0.835水力停留时间HRT(h)4~6停留时间(厌氧∶缺氧∶好氧)1∶2∶3.3混合液悬浮物浓度MLSS(mg/L)3960~7920泥龄(d)15~20混合液最大回流比(%)2002.2厌氧区持氧在很低水平下。在该区内反硝化细菌在溶解氧浓在该区，在厌氧运行条件下，将复杂有机物的分度极低的环境中利用硝酸盐中的氧作为电子受体，有子分解厌氧水解（酸化）作用，降解成为简单的分子组机碳化合物作为碳源及电子供体提供能理并得到氧分。化稳定。2.3缺氧区2.4好氧区（曝气区）在该区，在缺氧运行条件下，对废水中的硝酸盐在该区内主要进行以下反应：有机物的生物降进行反硝化作用，转化为气态氮而释出。在缺氧区维解；氨氮的硝化。在该区内，通过搅拌器的混合作用， 156第32卷使缺氧区与好氧区相互沟通（这里不利用泵的抽升进3.1.3总氮的去除效果行搅拌混合），使缺氧区与好氧区产生内循环，促进两工艺系统对TN的去除效果见图4。个区内的硝化与反硝反应过程，从而达到生物脱氮的目的。工艺系统有机物的去除率达到90%以上，系统氮的去除率达到90%以上。2.5混合区通过控制曝气及搅拌，使厌氧-缺氧-好氧状态循环、切换。好氧区中的混合液与缺氧区的混合液混合。2.6工艺的生物除磷功能构造简单的一体化污水处理工艺，除能去除BOD5和进行硝化-反硝化外，还具有生物除磷。原理在于：在厌氧条件下MLSS中的污泥释出磷，在好氧条件下MLSS中的污泥吸收磷，从而通过排放剩余污3.1.4总磷的去除效果泥将磷从废水中去除。在反应器内，通能过控制曝气工艺系统对TP的去除效果见图5。及搅拌，使厌氧-好氧状态循环、切换，提供了微生物--磷细菌--生长的最佳条件，从而确保了释磷-吸[5]磷过程的完成。系统磷的去除率达到约90%以上。3实验结果与分析3.1实验结果3.1.1COD的去除效果工艺系统对COD的去除效果见图2。3.1.5SS的除效果工艺系统对SS的去除效果见图6。3.1.2BOD5去除效果工艺系统对BOD5的去除效果见图3。3.2实验分析通过试验可以看出，工艺系统对COD、BOD5、总氮、总磷、悬浮物去除效果好，泥水分离状况良好，污泥层界面非常清晰，出水清澈，运行稳定，处理后COD、BOD5、TN、TP、SS水质指标，能达到国家污水综合排[6]放一级标准（GB8978-1996）；去除率达90%以上。（下转第159页） 第12期储兰，等臭氧氧化法在活性污泥减量化中的应用初步研究159污泥的可生化性显著提高。applicationofozonationmethodinmunicipalsewagedisin－（2）随着氧化时间延长和臭氧投加量增加，污泥fection[J].ChineseJournalofEnvironmentalScience&量不断下降，可生化性和COD的去除率总体增大。但Technology，2004，27（1）：64-65.（inChinese）[3]BohlerM，SiegristH.Partialozonationofactivatedsludge由于污泥中的难降解成分的存在，臭氧氧化过程中，toreduceexcesssludge，improvedenitrificationandcontrol可能会出现去除率和可生化性的波动，需要进一步研scummingandbulking[J].WaterScienceandTechnology，究确定其最佳投加量。2004，49（10）：41-49.[参考文献][4]DelerisS，PaulF，AudicJM，eta1.Effectofoznonationonactivatedsludgesolubilizationanderalization[J].Ozone：[1]梁鹏，黄霞，钱易.污泥减量化技术的研究进展[J].环境污染治理技术与设备，2003，4（1）：44-52.ScienceandEngineering，2000，22（5）：473-486.LiangPeng，HuangXia，QianYi.Researchprogresson[5]WeemaesM，GrootaerdH，SmionesF.Anaerobicdigestionsludgereductiontechnologies[J].TechniquesandEquipmentofozonizedbiosolids[J].WaterResearch，2000，34（8）：forEnvironmentalPollutionControl，2003，4（1）：44-52.（in2330-2336.Chinese）[6]ZhuShi-yun，ZhengXue-song，LiDao-tang.Ozonationof[2]杨基成，曾抗美，梁宏,等.臭氧法在城市污水消毒中的应用11naphthalenesulfonicacidinaqueoussolutionsI-effect[J].环境科学与技术，2004，27（1）：64-65.ofCOD，TOCandincreaseoftheirbiodegradability[J].YangJi-cheng，ZengKang-mei，LiangHong，etal.TheWaterResearch，2002，36（3）：1237-1243.!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第156页）（inChinese）[2]武江津，王凯军，丁庭华,等.三废处理工程技术手册废水卷4结论[M].北京：化学工业出版社，2000.该工艺是一种活性污泥新型工艺，应用于中小城WuJiang-jin，WangKai-jun，DingTing-hua，etal.Three镇生活污水处理、居民生活小区污水处理、各类工业WastesProcessingEngineeringTechnologyManual（wastew－atervolume）[M].Beijing：ChemicalIndustryPress，2000.废水处理、高浓度有机废水处理、中水回用等。而且（inChinese）COD、BOD5、SS、氮和磷的去除均在反应器中进行，反[3]黄梅，周少奇，丁进军.同步脱氮除磷工艺中好氧池最适氧应器的构造在动力学方面可保证形成适合污水处理浓度研究[J].环境科学与技术，2007，30（6）：75-77.的生化和物理环境。工艺系统的特点：HuangMei，ZhouShao-qi，DingJin-jun.Researchon（1）构筑物紧凑，厌氧、好氧、缺氧区均在一个构optimalDOconcentrationinaerobicpoolofsimultaneous筑物内，分隔形成，又相互连通。节省土地占有面积。biologicalnitrogenandphosphorusremovalprocess[J].En－（2）不设内循环所需要的泵，以搅拌器代之，设备vironmentalScience&Technology，2007，30（6）：75-77.（in简单可行，节省能耗，运行费用低。Chinese）[4]郝红元，郝红英，王伟.A2/O工艺影响因素的研究[J].给水（3）污泥稳定化好，限制污泥膨胀危害。（4）能有效地利用内源碳进行生物脱氮，有效的排水，2003，29（4）：12-14.HaoHong-yuan，HaoHong-ying，WangWei.Researchof生物除磷；处理后COD、BOD5、TN、TP、SS水质指标，A2/Ocraftinfluencingfactor[J].WaterSupplyandSewer－能达到国家污水综合排放一级标准（GB8978-1996）；age，2003，29（4）：12-14.（inChinese）去除率达90%以上。[5]杨国靖，李小明，曾光明，等.一体化生物除磷脱氮技术———（5）运行费用低。反硝化除磷[J].环境科学与技术，2005，28（2）：107-109.（6）一体化和自动化程度高，可通过进水量与水YangGuo-jing，LiXiao-ming，ZengGuang-ming，etal.质变化，通过曝气、搅拌系统的调控，维护系统运行的Simultaneousbiologicalphosphorusandnitrogenremoving稳定、可靠。technology———denitrifyingdephosphatation[J].Environmen－（7）设备少，构筑物少（初沉淀池也免建），运行管talScience&Technology，2005，28（2）：107-109.（inChi－理简便，灵活性好。nese）[6]杨麒，李小明，曾光明，等.同步硝化反硝化的形成机理及[参考文献]影响因素[J].环境科学与技术，2004，27（3）：102-104.[1]张忠祥，钱易.废水处理新技术[M].北京：清华大学出版社，YangQi，LiXiao-ming，ZengGuang-ming，etal.Formative2004.mechanismandimpactfactorsforsimultaneousnitrificationZhangZhong-xiang，QianYi.NewTechnologyofWastew－anddenitrification[J].EnvironmentalScience&Technology，aterDisposal[M].Beijing：TsinghuaUniversityPress，2004.2004，27（3）：102-104.（inChinese）'