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    低濃度城鎮污水如何處理

    發布日期:2022-08-21 來源:奕博環境

    目前國內不少城鎮污水處理廠因管網建設滯后等原因,存在進水濃度偏低現象,這給污水處理廠的正常、穩定運行帶來一定困難。一體化污水處理設備將初沉池、I、II級接觸氧化池、二沉池、污泥池集中一體的設備,并在I、II級接觸氧化池中進行鼓風曝氣,使接觸氧化法和活性污泥法有效的結合起來,節省了找人設計污水處理工藝和做基礎建設的繁瑣。生活污水處理設備接觸氧化池內的填料多為組合軟填料,質輕、高強、物理化學性質穩定,比表面積大,生物膜附著能力強,污水與生物膜的接觸效率高。而生物移動床技術 不僅適用于低濃度污水的處理,在低溫下也可獲得良好的處理效果。生活污水處理設備接觸氧化池內的填料多為組合軟填料,質輕、高強、物理化學性質穩定,比表面積大,生物膜附著能力強,污水與生物膜的接觸效率高。而且,沖擊負荷、溫度變化、污水成分變化等對MBBR 的影響要遠遠小于活性污泥法。筆者針對太湖流域某污水廠低濃度、低C/N 值的原水水質特征,采用A/O-MBBR 工藝對其進行處理,著重考察了生物懸浮載體的投加位置及水溫對硝化及反硝化脫氮效果的影響。

    1 材料與方法

    1. 1 試驗裝置

    試驗裝置共2 套,采用A/O-MBBR 工藝,工藝流程見圖1。A/O 試驗槽總有效容積為60 L,其中缺氧區 的有效容積為10 L,好氧區 的有效容積為50 L。將好氧區分為容積相同的3 格,單格容積為16.67 L。1# 和2# 試驗槽使用K3 型生物懸浮載體,投加量約為5.5 L,占好氧池總有效容積的11%,分別投加在第一格和第三格 。

     K3型生物填料的規格為¢25 mm×10 mm,材質為高密度聚乙烯,密度為0.95~0.96 g/cm3,堆積個數為11.7×104 個/m3,有效比表面積為500m2/m3。

    試驗在常州市武進區某污水 處理廠現場進行。裝置置于室外,進水溫度隨季節變化。試驗分兩個階段,第一階段為正常水溫試驗,為2010 年8 月23日—10 月21 日,水溫在25~32℃之間; 第二階段為低溫試驗,時間是2010 年12 月,水溫為6.3 ~10.5℃。進水量為5 L/h,回流量為15 L/h,HRT為12 h,好氧池的DO為2.7~7.0 mg/L。

    1. 2 試驗水質

    試驗水質見表1。

     試驗用水取自該污水處理廠的集水池,該污水處理廠主要接納鎮區及周邊村莊的生活污水和少量工業廢水,由于污水管網建設相對滯后等原因,進廠原水的有機物濃度偏低,但總氮、氨氮濃度相對較高,呈現低碳高氮的水質特點,平均C/N 值為3.31;冬季污水濃度略高,但平均C/N 值更低,為3.04。

    1. 3 接種污泥和裝置啟動

    接種污泥取自該污水處理廠曝氣池的混合液,每組裝置一次性投加60 L。投加污泥后開啟進水、曝氣及污泥回流,使懸浮填料掛膜,約20 d 后掛膜完成。

    1. 4 檢測方法

    總氮、總磷、氨氮、硝態氮和COD 分別采用過硫酸鉀氧化—紫外分光光度法、鉬銻抗分光光度法、納氏試劑分光光度法、紫外分光光度法和重鉻酸鉀法測定,pH 值、DO、溫度分別采用便攜式pH 計、溶氧儀和溫度計測量。

    2 結果與討論

    2. 1 第一階段試驗

    2. 1. 1對氨氮的去除

    正常水溫試驗期間2 組裝置的進、出水氨氮濃度見圖2。

     由圖2 可知,2 組裝置的硝化效果均較好。其中,1#裝置出水氨氮在0.014~6.89 mg/L 之間,平均值為0.74 mg/L,平均去除率達到95.7%; 2#裝置出水氨氮在0.014~10.76 mg/L 之間,平均值為1.27 mg/L,平均去除率達到92.6%。由此可見,將生物懸浮載體投加在好氧區的前端比投加在后端的硝化效果要好。此外,1# 裝置的耐氨氮沖擊負荷能力優于2#裝置,在10 月6 日當進水氨氮濃度快速上升時,2#裝置的出水氨氮濃度較1#裝置高,且連續3d 在5 mg/L 以上,最高達10.76 mg/L; 而1#裝置僅有1 d 的氨氮濃度高于5 mg/L,為6.89 mg/L。

    2. 1. 2對總氮的去除

    正常水溫試驗期間2 組裝置的進、出水總氮濃度見圖3。

     由于碳源不足,2 組裝置的脫氮效果均較差。其中,1#裝置出水總氮在7.83~40.93 mg/L 之間,平均值為17.41 mg/L,平均去除率為22.4%; 2# 裝置出水總氮在9.78~42.26 mg/L 之間,平均值為20.39 mg/L,平均去除率僅為9.1%。由此可見,將生物懸浮載體投加在好氧區的前端比投加在后端的脫氮效果要好,這是因為好氧池前端的有機物濃度高,反硝化可獲得相對較多的碳源。原水平均C/N值為3.31,如出水總氮濃度要達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》 的一級A 標準,則需補充碳源。

    2. 2 第二階段試驗

    第二階段試驗的最低水溫為6.3℃,最高為10.5℃,12 月10 日以后水溫均在8℃以下。

    2. 2. 1對氨氮的去除

    低溫試驗階段2 組裝置的進、出水氨氮濃度見圖4。低溫條件下,2組裝置較前期正常溫度下的硝化效果有所下降,但仍保持了較高的去除率。這主要是由于有機物濃度較低,使得COD 容積負荷只有0.24 kg/ ,且好氧池保持較高的DO 濃度,而溶解氧對去除氨氮的影響較大。其中,1# 裝置出水氨氮在0.22~23.48 mg/L 之間,平均值為5.69mg/L,對氨氮的平均去除率達到82.9%; 2# 裝置出水氨氮在0.94~32.99 mg/L 之間,平均值為8.43mg/L,平均去除率為74.7%。和前期正常水溫試驗的結果一樣,將生物懸浮載體投加在好氧區的前端比投加在后端的硝化效果要好。從圖4 可知,即便水溫<8℃,在進水氨氮濃度為14.62~36.35 mg/L 時,1#裝置出水氨氮濃度仍低于5 mg/L,比同期2#裝置的去除率高8%左右。

     2. 2. 2對總氮的去除

    低溫試驗階段2 組裝置的進、出水總氮濃度如圖5 所示。

     低溫條件下,1# 裝置出水總氮在28.28~49.15mg/L 之間,平均值為36.29 mg/L,平均去除率為9.1%,較正常水溫試驗的有較大幅度的下降; 2# 裝置出水總氮在27.67~53.47 mg/L 之間,平均值為36.58 mg/L,平均去除率為8.4%,較正常水溫試驗結果略有下降。

    1#和2#裝置出水的硝態氮濃度分別為25.89 和24.84 mg/L。通常,MBBR 在低溫時也可取得較高的脫氮效率,但原水的平均C/N 值僅為3.04,遠低于韓喜蓮等研究得出的最佳C/N 值 ,故脫氮效果不佳的主要原因是碳源不足。

    3 結論

    ①采用A/O-MBBR 工藝處理某城鎮低濃度、低C/N 值污水,在正常水溫下,將生物懸浮載體投加在好氧池的前端比投加在后端的脫氮效果好。當水力停留時間為12 h、回流比為300%、好氧池DO為2.7~7.0 mg/L、K3 型生物懸浮載體投加量為好氧池池容的11%時,投加在好氧池前端和后端的試驗裝置對氨氮的平均去除率分別為95.7% 和92.6%; 而總氮受碳源不足限制去除率不高,投加在好氧池前端和后端的平均去除率分別為22.4% 和9.1%。

    ②在正常水溫下,生物懸浮載體投加在好氧池的前端比投加在后端的抗氨氮沖擊負荷能力強。

    ③在6.3~10.5℃的低溫條件下,A/O-MBBR 工藝的硝化效果較正常水溫時有所降低,但仍保持了較高的氨氮去除率,生物懸浮載體投加在好氧池的前端時對氨氮的平均去除率為82.9%,比投加在后端的高8%左右。


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