三槽式氧化沟污水处理工艺研究-论文.pdf 5页

'科研开发SCIENCE&TECHNOLOGY化IN工科CH技E，M20IC14A，L22I(N4D)U：3S0T~R3Y4三槽式氧化沟污水处理工艺研究钟理，李文辉。(1．华南理工大学化学与化工学院，广东广州510640；2．佛山桂城污水处理厂，广东佛山528200)摘要：三槽式氧化沟是在传统的氧化沟基础上进行了一定改进和发展起来的工艺，具有流程较简单、能连续处理污水而不需设置．r-~E池，建筑物少，管理简单占地少等优点。作者分析研究了三槽式氧化沟工艺对城市生活污水中COD、悬浮物(SS)、NHs—N的处理效果，探讨了不同操作参数，包括进水中污染物浓度、溶解氧(DO)、pH值、操作温度等对处理效果的影响，与传统的氧化沟技术进行比较，三槽式氧化沟工艺具有较高废水处理效率。关键词：三槽式氧化沟；废水处理；生物降解中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1008—0511(2014)04—0030—05氧化沟工艺是活性污泥法的一种改进工艺，除污水夹杂部份固体垃圾和硬物；刮砂机安装在其曝气池呈首尾循环、封闭的沟渠型，污水渗入其沉砂池底部，刮除沉砂池内的沉积物，配备了2台中得到净化，所以它在水力流态上不同于传统的刮砂机；输砂机把刮砂后的残渣输送到垃圾桶运活性污泥法。传统上应用较为广泛的氧化沟工艺走，配备2台LXB-300螺旋输砂机；转刷曝气机包括Pasveer氧化沟、Carrousel氧化沟、Orbal氧除了推动水流前进，还起曝气作用，运转过程转刷化沟、DE型氧化沟和一体化氧化沟[1]。不同氧机把空气带入水中形成曝气，为好氧处理提供条化沟由于在结构和运行上存在差异而各具特点。件。三槽式氧化沟的设计见图2，配水井是一个三槽式氧化沟是在传统的氧化沟处理工艺基础上边长3m、高4rn的三角型配水井，内设3个长4的一种改进。按好氧、缺氧、沉淀3种不同的工艺m的堰门，堰门开关根据三槽式氧化沟各槽运转条件运行，与传统氧化沟相比，三槽式氧化沟除了情况进行调节。氧化沟的尺寸为77rn×33rn，水具有一般氧化沟的优点外，污水生化处理过程的深3．3m，总有效容积为9035m3，水力停留时间曝气和沉淀均在氧化沟内交替进行，因此具有不需另加沉淀池和污泥回流系统及管理方便等优为14．5h，污水处理量为1．5万t／a，池内配备1O点。作者针对广东省佛山桂城污水处理厂三槽式台德国GTA-100／50S-H1型转刷曝气机，三槽中氧化沟处理城市生活污水过程和工艺开展研究，转刷曝气机的分配为4台、2台、4台，是氧化沟的分析和探讨了不同操作与运行条件对污水处理效主要运行设备。三槽式氧化沟采用三沟运行，分果的影响，获得了适宜的操作参数，并与传统氧化6个阶段运行。第1阶段：污水通过配水井堰门沟污水处理工艺进行对比，为三槽式氧化沟污水进入第一沟，进行生物氧化，接着废水与活性污泥处理工艺推广应用提供参考。进入第二沟生物氧化和硝化后进入第三沟，沉淀1三槽式氧化沟工艺流程后排出；第2阶段：污水从第一沟转向第二沟，经第二沟处理过的污水与活性污泥一起进入第三广东佛山桂城污水处理厂三槽式氧化沟工艺沟，第三沟仍作为沉淀池，沉淀后的废水排出；第流程简图见图1。主要由进水泵、格栅、沉砂池、3阶段：污水进入第二沟，处理后的污水通过第三刮砂机、输砂机、曝气机等组成。格栅用于隔离去沟出水堰排出；第4阶段：污水从第二沟转入第三沟，经生物处理的污水污泥从第三沟流回第二沟，作者简介：钟理(1956一)，男，湖北长阳人，华南理工大学教授，主要从事水处理研究。经曝气后再流回第一沟，经沉淀后清液通过第一收稿日期：2014—04—28沟排出；第5阶段：阶段5与阶段2类似，所不同 第4期钟理，等．_三槽式氧化沟污水处理工艺研究·3】·的仅仅是2个外沟功能相反；第6阶段：该阶段基本与阶段3类似。6个阶段全部完成后即进行了一次沟体循环。＼槲进水COD／(mg·L)图3污水进水CoD与去除率关系水井睦一从图3可看出，随着进水COD增加，去除率呈现出上升的趋势，但上升过程中会出现波动，当COD在100mg／L以下去除率约为899／6，当进水图2三槽式氧化沟COD在1OO～200mg／L时，去除率达到90以2分析方法上，进水COD大于200mg／L，去除率均超过95。进水浓度越大整体去除率也越高。这是因COD采用重铬酸钾法测定(HCA一1OO标准为当污水浓度较低，氧化沟内微生物处于饥饿状COD消解器，江苏姜堰市华晨仪器有限公司)；固态，生长所需的营养物不足，生物活性下降，一旦体悬浮物SS采用重量法GB／Tll901测定；氨氮微生物的更新增长速率低于衰老速率，会出现大采用HJ535-2009纳氏试剂分光光度法，即原量微生物老化、死亡现象，进水COD较低导致了GB7479—87进行测定；pH值采用电极法测定；处理效果下降l5]。当进水的COD增加，氧化沟水中溶解氧DO采用便携式溶解氧仪(HQ30d，内微生物可获得足够生长所需的营养物，COD处HACH)测定。理效率提高，当CoD超过1000mg／L，微生物的3结果与讨论更新增长速率与衰老速率达到平衡，去除率趋于平缓，基本保持在98以上。污水处理厂主要处理日常生活污水，污水通3．2不同污水进水SS对去除率的影响过城市排污管道收集到污水处理厂。污水厂原有2009年5月5日～15日期间，操作温度约的传统氧化沟工艺污水处理能力为1万t／d，新25℃、进水pH-7．5、水力停留时间14．5h时，三建的三槽式氧化沟污水处理能力为1．5万t／d，2槽式氧化沟工艺污水进水SS与去除率的关系见种工艺污水的水力停留时间为14．5h，污泥龄变图4。化范围约为14~18d。城市生活污水主要污染物见表1，数据来自2O09年1月～12月广东佛山桂城污水处理厂监测结果。囊l污承农质糌进水SS／(mg·L一)3．1不同污水进水COD对去除率的影响图4污水进水SS与去除率关系2009年5月5日～15日，操作温度约25℃、进水pH=7．5、水力停留时间14．5h，三槽式氧从图4可看出，SS去除率随着进水SS的增化沟工艺污水进水COD与去除率的关系见图3。加而增加，进水SS小于80mg／L时，去除率约 ·32·化工科技第22卷90，当进水SS超过800mg／L，去除率高达程，硝化是一个高耗氧反应，氨氮在有氧存在下被989／6以上，在整个进水范围，SS的去除率均在微生物氧化为亚硝酸盐，并进一步氧化为硝酸盐，9O以上，表明三槽式氧化沟设计能力可达到污反硝化过程是以硝酸盐为电子受体，以有机氮作水处理能力1．5万t／d。为电子供体，通过生物异化还原转化成气态氮从3．3不同污水进水P(NH3一N)对去除率的影响水中逸出，或通过生物同化还原转化为氨氮进人2009年5月5Et～15日期间，操作温度约生物合成的过程_8]。DO主要为硝化反应的进行25℃、进水pH=7．5、水力停留时间14．5h时，三提供充足的氧气，运行结果表明，溶解氧维持在2槽式氧化沟工艺污水进水p(NH。-N)与去除率～4．5mg／L较适宜。关系见图5。从图5可看出，进水p(NH。一N)变3．5pH值对污染物去除率的影响化对去除率影响与COD和SS不同，去除率并没pH值是监测水质的重要指标之一，该城市有随着进水p(NH。-N)的增加而上升。进水浓生活污水进水pH=7．05～8．2O、出水pH一6．64度对去除率的影响不显著，进水p(NH。hN)一30～7．98，符合《城镇污染物排放标准》排放要求。～40mg／L平均去除率略低些，但在整个p2009年5月5日～15日，操作温度约25℃、水力(NH。一N)范围，去除率均维持在92～97。停留时间14．5h，三槽式氧化沟工艺污水进水pH值与污染物去除率的关系见图6。从图6可见，当进水pH值改变，COD、SS和NH。～N的横去除率有一些变化，除个别点波动较大外，去除率总体随pH值变化并不显著，表明进水pH值对污染物去除率影响较小，不必调节污水pH值。进水p(NHs-N)／(mg·L)图5污水进水P(NH3一N)与去除率关系擗图3～图5结果还表明，当进水污染物较高，如C0D、SS、NH3一N由最低时9O、5O和4增加到最高时1480(高达15倍)、1350(高达27倍)、48(高达12倍)，污水的处理效率并没有下降，说明三槽式氧化沟具有较强抗冲击能力。图6进水DH对污染物去除率影响3．4溶解氧对污染物降解效果的影响溶解氧是氧化沟处理工艺一个重要的控制参3．6操作温度对污染物去除率的影响数。溶解氧对其生命活动有重要的影响作用_1。三槽式氧化沟是一个开放的体系，环境温度三槽式氧化沟工艺的DO大小是通过改变曝气量会影响氧化沟的处理过程，处理厂地处南方沿海来调节。从操作工艺过程可以观察到，当氧化沟地区，冬夏的水温在10~35℃。作者考察了在该溶解氧充足时处理后污水的恶臭气味会减弱，温度范围内污染物的去除效果。2009年1月～COD、SS、NH。一N的去除率较高。如果水中溶12月，进水pH一7．05～8．20、水力停留时间解氧不足(DO(0．8mg／L)，生物活性降低，出水14．5h时，不同温度与COD、SS和NH。一N平均污染物浓度增加。相反，如果DO过高，会造成工去除率的关系见图7。当温度变化，COD的去除艺过程溶解氧剩余，造成浪费，使运行费用增加。率基本维持在9o～97，Ss去除率基本维持研究结果表明，为了确保氧化沟内微生物有较高在85～98，NH。～N去除率保持在889／6～降解活性，对COD和SS去除而言，DO维持在196，尽管在某些温度时去除率有些波动，但整体～3rag／L；而对于NH3一N去除所需DO相对高变化不太明显。表明在一年四季期间，三槽式氧些，因NH。一N的去除是一个硝化与反硝化的过化沟保持较高的处理效率。 第4期钟理，等．三槽式氧化沟污水处理工艺研究·33·化沟高出近10。20O9年5月5日～15日，操作温度约25℃、进水pH=7．5、水力停留时间14．5h、不同进水＼褂p(NHs—N)时，传统氧化沟与三槽式氧化沟对NH。一N的平均去除率比较见表4。袭4传统氯化斑与兰鬈式氧化淘对—N平均去酸摹比较￡／℃图7温度对污染物去除率影响3．7传统氧化沟与三槽式氧化沟对比污水处理厂原有传统氧化沟，新建了三槽式结果表明，三槽式氧化沟在不同的进水氧化沟，两者以并联方式同时处理城市污水，进水p(NH。-N)时去除率均高于传统氧化沟，当进水污染物种类、浓度、停留时间与工作环境基本相』D(NH3一N)=30~40mg／L，三槽式氧化沟平均同，下面考察了2种氧化沟对COD、SS和NH。一去除率比传统氧化沟高出1O％。N的去除状况。2009年5月5日～15H，操作温度约25℃、4结论进水pH=7．5、水力停留时间14．5h、不同进水三槽式氧化沟工艺可以有效地处理城市生活COD时，传统氧化沟与三槽式氧化沟对COD的污水，且具有较强的抗冲击能力。当污水进水的平均去除率比较见表2。COD===90～1480mg／L、SS===55～l350mg／L、袭2传统氯化沟与兰稽式氧化沟对oc)D平均去Ii舞翠比较p(NH3一N)=4~48mg／L、pH一7．05～8．20，经三槽式氧化沟处理后污水可达标排放。污水处理量为1．5万t／d，水力停留时间14．5h，适宜的操作条件为pH=7～8，溶解氧在1～4．5mg／L，温度为10~35℃。与传统的氧化沟工艺对比，三槽式氧化沟工艺具有一定优势。表2结果表明，在不同进水COD时，三槽式[参考文献]氧化沟对COD的平均去除效果均优于传统氧化[1]高云，常爱玲，胡志光．氧化沟污水处理新技术[J]．工业水沟，尤其是在低的COD时显得更明显。处理，2002，22(9)：16—18．2009年5月5日～15日，操作温度约25℃、E2]刘斌，王伟涛．氧化沟工艺在处理有机废水中的应用『J]．电力环境保护，2007，23(3)：58—60．进水pH=7．5、水力停留时间14．5h、不同进水E3]周淑香，曹国凭，孙锦程．低有机负荷下三槽式氧化沟运行SS时，传统氧化沟与三槽式氧化沟对SS的平均参数的调整实践I-J]．环境工程，2006，24(4)：22—24．去除率比较见表3。[4]王泮祥，钱雪明．改进型三槽式氧化沟的设计及其优化运行表3传统氧化淘与兰稽式氧化淘对88平均去I壤率比较[J]．中国给水排水，2001，17：39—42．Es]Hui—qiangLi，Hong-junHan，Mao-anDu，eta1．Removalofphenols，thiocyanateandammoniumfromcoalgasificationwastewaterusingmovingbedbiofilmreactorEJ]．Biore—sourceTechnology，2011，102：4667—4673．[6]谢文玉，钟理，陈建军，等．用循环曝气生物滤池工艺处理炼油碱渣废水EJ]．化工学报，2008，59(1)：214—220．E7]钟华文，谢文玉，李德豪，等．ABR-BAF组合工艺处理制革结果显示，三槽式氧化沟在不同的进水SS综合废水EJ]．环境工程，2011，29(2)：1-4．时去除率均高于传统氧化沟，特别是在进水SS