生物膜A2／O工艺处理生活污水.ppt

生物膜+A2O工艺处理生活污水的试验研究,生物脱氮原理,生物除磷原理,生物除磷是利用活性污泥中聚磷菌一类的微生物，超量地从污水中摄取磷，将磷以聚合形态贮存在菌体内，形成高磷污泥，通过排出剩余污泥到系统外，达到从污水中除磷的效果。,生物除磷的影响因素,溶解氧 厌氧区硝态氮 温度 pH值 BOD负荷 污泥龄 厌氧停留时间,污水治理的重点是探索在高效去除有机物的同时达到较好的脱氮除磷效果的改良工艺。 传统方法：A/O、A2/O工艺 SBR工艺 缺点：能耗高，设备利用率低，脱氮除磷效率低，运行 成本高,生物脱氮除磷工艺发展,通过几十年的发展，生物脱氮除磷工艺有了较大的发展，在分隔的具有不同溶解氧浓度的反应器中进行的生物脱氮除磷工艺有：A/O，A2/O工艺及其改良工艺等。工艺的具体介绍如下。,(A/O)/Phoredox工艺,A/O工艺是最简单的生物除磷工艺，由第一级厌氧反应器和第二级好氧反应器组成，该工艺是Barnard在1976年提出的，它称之为Phoredox工艺。其工艺流程图如下图3-1所示：,传统A2/O工艺,1980年，Rabinowitz和Marais在对Phoredox工艺的研究中提出，3阶段的Phoredox工艺，即传统A2/O工艺（Anaerobic-Anoxic-Oxic）。工艺流程见图3-3。,倒置A2/O工艺,与传统A2/O工艺相对比，倒置A2/O工艺省去污泥回流，将缺氧区前置，适当加大了混合液回流比，其工艺流程图见图3-4。,生物膜法,生物膜法原理：通过废水与生物膜的接触，进行固液两相的传质，通过膜进行生物降解，使废水得以净化。,生物膜中物质传递过程如图3-7所示，由于生物膜的吸附作用，膜的表面存在一个很薄的附着水层，废水流过生物膜时，有机物向生物膜内部扩散，膜内微生物在有氧条件下，对有机物进行分解和新陈代谢，代谢产物沿底物扩散的相反方向从生物膜传递返回液相空气。,生物膜工艺,（1）生物滤池 （2）曝气生物滤池（BAF） （3）生物转盘（RBC） （4）生物接触氧化 （5）生物流化床,活性污泥+生物膜复合工艺,生物膜法与其它污水处理工艺结合起来就形成了复合生物膜反应器 生物膜+A2/O工艺一般能获得比活性污泥法更好的脱氮效率，主要是因为填料为世代时间较长的硝化细菌和反硝化细菌提供了适宜的繁衍和栖息场所。,活性污泥+生物膜复合工艺的特点,活性污泥+生物膜复合工艺与传统活性污泥工艺比较，具有以下特点： （1）该复合工艺增加了反应器中单位体积生物量； （2）可以适当减小曝气池的体积； （3）提高了系统的有机负荷和污染物去除效率； （4）改善了系统的稳定性和运行性能。,本试验致力于生物膜+活性污泥复合工艺的研究，将生物膜法与传统的A2/O污水处理脱氮除磷工艺结合起来就形成了生物膜+A2/O复合工艺。两种工艺有机地融合于一个反应系统中，既节省用地又延长了污泥龄，还能使脱氮除磷的效果大大提高，符合社会发展的需要。,试验装置的选择、建立及试验条件,试验平台的选择 通过比较分析各种不同的脱氮除磷工艺，结合实验室现有的基础条件，选择建立试验平台。本试验决定采用生物+A2/O工艺作为试验平台。 试验装置 试验装置采用有机玻璃加工而成，分隔为4个反应区，分别为厌氧、缺氧、好氧和沉淀池，厌氧区、缺氧区、好氧区的体积比为1:2:4，内部均采用搅拌器方式搅拌,好氧反应区内设有曝气装置,在沉淀池的下部开设一个排泥孔不定期排泥。,试验水质条件 由于生活污水取用不便，实验进水采用人工模拟生活污水，即自来水中加入葡萄糖、 氯化铵、磷酸氢二钾，同时还投加少量氯化钠、硫酸镁、硫酸亚铁等，并使用蛋白胨、 牛奶等补充微生物所必须的微量元素。模拟生活污水的水质 实验主要分析方法 各项指标都采用国家标准方法测定，见水 和废水监测分析方法。,实验方法,本实验流程是将人工配制的模拟生活污水从高位水箱通过转子流量计的控制，首先进入厌氧反应区内，再依次经过厌氧区、好氧区和沉淀池的处理。本次实验过程中也是通过控制转子流量计的大小进而控制生活污水在反应器中的水力停留时间，通过空气流量计来调整缺氧区和好氧区中的溶解氧浓度。复合生物反应器的出水采用溢流方式。下面所列是实验具体步骤：,（1）生物膜的培养和驯化 （2）温度对生物膜+A2/O工艺处理功能的影响 （3）溶解氧DO对生物膜+A2/O工艺处理功能的影响 （4）水力停留时间HRT对生物膜+A2/O工艺处理功能的影响 （5）回流比对生物膜+A2/O工艺处理功能的影响 （6）系统抗冲击负荷能力试验,试验启动及试运行,污泥的来源 填料挂膜 载体挂膜培养阶段反应器的处理效果,试验研究内容,在填料挂膜阶段结束后，考察了试验设计生物膜+A2/O工艺处理生活污水的可行性。然后进入正式运行阶段，从厌氧池进水，厌氧池的有机负荷较高，然后再进入缺氧池好氧池，进一步完成有机物、氮和磷的去除，处理后的水流入沉淀池。实验期间，按照试验设计的要求，通过改变反应器的运行参数，来确定该工艺的最佳运行条件：污水的温度随着气温的变化而变化；用调节曝气量的方法来控制水中的溶解氧；用控制进水流量的方法来调节污水在反应器的停留时间；这样影响该工艺运行的几个因素都得到了关注。,试验结果分析,温度对脱氮除磷效果的影响分析 温度对废水中COD、NH4+-N、TN、TP的处理效果影响如下图5-3、5-4、5-5、5-6示。,由图5-3至5-6可以看出，随着温度的升高，该复合工艺对废水中COD、NH4+-N、TN的去除率随温度的升高而增大。温度是影响微生物生长活动的重要因素之一，主要体现在细菌的活性和增殖速度两个方面。微生物的硝化反应可以在4-45的温度范围内进行。而硝酸菌的最佳生长温度为35-42，亚硝酸菌的最佳生长温度为35。温度不但影响硝化菌和反硝化菌的总比增殖速度，也影响其的自身分解速度，从而导致温度升高的同时系统出水水质较好。由于本试验所用污水为人工配制的生活污水，污水中的TN是由有机氮、NH4+-N、NOx- -N组成的,TN的去除途径有两种：一是利用微生物的同化作用，合成新的细胞；二是通过反硝化作用将NO2-N、NO3-N还原为N2。由图5-4 可知，反应器出水NH4+-N浓度值较小，去除率较高，说明系统中存在大量的硝化菌，将NH4+-N转化成NO3-N，反硝化菌将大部分NO3-N转化成N2从系统中去除，最终系统中的N还有小部分以NO3- -N的形式排出。,由图5-6可以看出温度对TP的去除率的影响不及其对去除有机物、硝化作用、反硝化作用的影响那么大，故温度不是生物除磷作用的主要影响因素，基本上5-30条件下的除磷效果变化不大。得出试验结果：生物膜+A2/O工艺运行参数温度的最佳范围为25-35。,调节生物膜+A 2 /O反应器的运行参数，监测反应器进出水水质指标，分析其结 果发现温度、各反应区溶解氧浓度、水力停留时间和回流比都对系统运行效果的影响比 较明显。在一定的温度范围内，随着温度的升高，该复合工艺对废水中COD、NH4 + -N、 TN的去除率随温度的升高而增大，但对TP去除率的影响比较小；COD的去除率随着 反应器中溶解氧浓度