（环境工程专业论文）强化混凝ao处理生活与皮革混合污水的研究.pdf

摘要 摘要 目前，在我国大多数村镇的污水治理比较滞后，基本没有进行处理就直接 排放到地下或者江河湖泊，使水体受到严重污染。因此，对村镇污水进行处理 已经迫在眉睫。而考虑到农村经济的相对落后，单独建立村镇生活污水厂需要 投入资金，有一定难度。在这种背景下，将有可能纳入工业园区污水处理厂的 部分村镇生活污水接入工业园区，使其与工业园区工业废水混合进行处理，不 仅可以使村镇生活污水得到有效处理，而且可以避免单独建设村镇生活污水所 产生的费用。 本课题以正好处于城乡结合带的江西省永新县工业园污水处理厂为试验基 地，将其工业污水( 主要是制革废水) 与附近村镇污水混合，形成工业废水与 生活废水的混合污水( 下称“混合废水”) 。然后，研究“混合废水”的特征， 并确定合适的混合比例和运行工艺条件，探索“混合废水”处理的可行性和技 术集成。 采用强化混凝沉淀对皮革废水进行混合前预处理，实验得出混凝处理最佳 实验条件为p h 值为9 ，f e c l 3 投加量为5 0 0 m g l ，p a m 投加量为4 m g l 。在该 最佳条件下，c r 、s 2 。、s s 和c o d 的去除率分别达到9 9 0 8 、9 9 7 4 、9 0 0 8 和4 0 3 3 。混凝后的制革废水中铬和硫化物基本全部去除。 根据“混合废水的水质特征，选用a o 工艺处理不同混合比例的“混合 废水”。试验表明，在不同混合比例条件下，改变水力停留时间对“混合废水” 中c o d 、氨氮、t n 和t p 的去除效果没有明显的影响，而改变硝化液回流比也 只对t n 的去除产生影响。在其他条件不变的情况下，硝化液回流比为3 0 0 l 消化回流比为2 0 0 时，t n 的去除效果更好。 通过对不同混合比例废水和参数优化的实验研究，得出最佳工艺条件为： 村镇生活污水和混凝后的制革废水的混合比例为3 ：1 ，水力停留时间为1 5 h ，硝 化液回流比为2 0 0 。其出水中各项污染物浓度可达标。c o d 平均出水浓度为 8 0 4 6 m g l ，平均去除率为8 5 。4 0 ；氨氮的平均出水浓度为3 2 8 m g l ，平均去除 率为9 6 1 6 ；此时t n 的去除效果虽然不是最好的，但平均去除率可达7 1 7 2 。 而其它混合比例条件下，混合废水出水中c o d 、氨氮和t n 不能达标。对于t p ， a o 工艺对不同工况条件下总磷的去除效果差别不大，在9 5 左右。当混合比 1 摘要 例为3 ：l 时，可看到随着进水t p 浓度增大，出水t p 浓度也增加，并略高于排 放标准。本研究建议后续实验可研究采用a 2 0 工艺处理“混合废水”的可行性。 研究还表明，将村镇生活污水接入制革工业废水中混合处理，可以明显改 善制革工业废水的处理效果，使在单独处理情况下难于达标的制革工业废水达 标排放。 关键词：村镇污水，制革废水，混凝，a o l i a b s t r a c t a bs t r a c t a tp r e s e n t ，t h es e w a g em a n a g e m e n ti sr e l a t i v e l yb a c k w a r di nt h em a j o r i t yo f c h i n e s er u r a la r e a s r u r a lw a s t e w a t e rs i m p l yd i s c h a r g e s d i r e c t l yw i t h o u ta n y e f f e c t i v et r e a t m e n tt os u r f a c ea n dg r o u n d w a t e r ，w h i c hc o n t a m i n a t e st h ew a t e rb o d y a n da c c e l e r a t e se u t r o p h i c a t i o no fw a t e r s h e d s t h u s ，t h e r ei sa nu r g e n tn e e dt ot r e a tt h e r u r a lw a s t e w a t e r c o n s i d e r i n gt h el a c ko ff u n d i n g ，o n s i t ew a s t e w a t e rs y s t e mi sn o t v e r yp r a c t i c a l t h u st h ei n t r o d u c t i o no fr u r a lw a s t e w a t e ri n t oi n d u s t r i a lw a s t e w a t e r t r e a t m e n ts y s t e mn e a r b y ，w h e r ei ti sp o s s i b l e ，f o rm i x e dt r e a t m e n ts e e m st ob ea n e f f e c t i v ec h o o s e ，a si tn o to n l yg e t sr u r a lw a s t e w a t e rp r o p e r l yt r e a t e db u ta l s os a v e s t h em o n e yt h a tw o u l db er e q u i r e df o rt h ec o n s t r u c t i o no fo n - s i t er u r a ls e w a g e t r e a t m e n tf a c i l i t i e s t h i sa r t i c l ed e a l sw i t ht h et r e a t m e n tt e c h n o l o g yo fr u r a lw a s t e w a t e rm i x e d 、析t h t h et a n n e r yw a s t e w a t e ri nt h ei n d u s t r i a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n to fy o n g x i n i n d u s t r i a lp a r k i nt h es t u d y ，am i x e dw a s t e w a t e r ，h e r e i n a f t e rr e f e r r e dt oa st h e “m i x e dw a s t e w a t e r ”，w a sc r e a t e db ym i x i n gt h er u r a ls e w a g ec o l l e c t e dn e a rt h ep a r k 淅mt h et a n n e r yw a s t e w a t e rp r o d u c e db yf u r m a k i n gf a c t o r i e si nt h ep a r k a n dt h e c h a r a c t e r i s t i c so ft h e “m i x e dw a s t e w a t e r ，t h eo p t i m a lm i x i n gr a t i oa n dt h eo p e r a t i n g p a r a m e t e r s ( h y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m ea n dd i g e s t i v el i q u i dr e f l u xr a t i o ) w e r es t u d i e d c o a g u l a t i o ne x p e r i m e n th a sb e e nu s e df o rp r e t r e a t i n gt h et a n n e r yw a s t e w a t e r r e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo p t i m u mf l o e c u l a t i o nc o n d i t i o n sw e r ea sf o l l o w s ：t h ep h v a l u eo f9 ，f e c l 3d o s a g eo f5 0 0 r a g l ，a n dp a md o s a g eo f4 m g l i nt h eo p t i m a l c o n d i t i o n ，t h er e m o v a lr a t eo fc r ，s ，s sa n dc o dw e r e9 9 0 8 ，9 9 7 4 ，9 0 0 8 a n d4 0 3 3 r e s p e c t i v e l y c h r o m i u ma n ds u l f i d e si nt a n n e r yw a s t e w a t e rw e r ea l m o s t r e m o v e da f t e rc o a g u l a t i o n b a s e do nt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h e “m i x e dw a s t e w a t e r ”q u a l i t y ，a op r o c e s sw a s c h o s e nt ot r e a tt h e “m i x e dw a s t e w a t e r r e s u l t ss h o w e dt h a ta td i f f e r e n tm i x i n gr a t i o o fr u r a ls e w a g ea n dt a n n e r yw a s t e w a t e r ，t h e r ew a sn on o t a b l ed i f f e r e n c ee f f e c t o b s e r v e do na m m o n i an i t r o g e n ，c o d ，t na n dt pr e m o v a lb yc h a n g i n gt h e h y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m e a n dw h e nd i g e s t i v ef u i dr e f l u xr a t i ow a sc h a n g e d ，o n l yt n i i i a b s t r a c t r e m o v a le f f e c tw a sr e c o r d e dw i t ht h eb e s tt nr e m o v a le f f e c th a p p e n e da ta d i g e s t i v e j u i c er e f l u xr a t i oo f3 0 0 a c c o r d i n gt ot h em i x i n gr a t i oe x p e r i m e n t ，t h eo p t i m a lm i x i n gr a t i ow a s d e t e r m i n e da s3 ：1 ，谢mt h eh y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m eo f15 ha n dt h ed i g e s t i v ej u i c e r e f l u xr a t i oo f2 0 0 a tt h ea b o v ep a r a m e t e rc o m b i n a t i o n p o l l u t a n tc o n c e n t r a t i o n si n t h ee f f i u e n tm e tw e l lw i t ht h en a t i o n a ld i s c h a r g es t a n d a r d s t h ea v e r a g ec o d r e m o v a lr a t ew a s8 5 4 0 、析t ht h ee m u e n tc o da sl o wa s8 0 4 6 m g l t h ea v e r a g e a m m o n i an i t r o g e ni nt h ee f f l u e n t ，m e a n w h i l e ，w a s3 2 8 m g l ，a n dt h e a v e r a g e r e m o v a lr a t ew a sa sh i g ha s9 6 16 t h er e m o v a lr a t eo ft n ，w h i c hw a s7 1 7 2 ， a l t h o u g hn o tt h eb e s t ，w a sf o u n dt ob es t i l lh i g h e rt h a nt h e o r e t i c a lv a l u e t h ee f f u l e n t c o d ，a m m o n i an i t r o g e na n dt ni no t h e rm i x i n gr a t i o s ，h o w e v e r ，d i d n tm e e tw e l l 、析t l lt h en a t i o n a ld i s c h a r g es t a n d a r d s f o rt pr e m o v a l t h ea ot e c h n o l o g yw a s p r o v e dt os h o wn od i f f e r e n c ei nd i f f e r e n tm i x i n gr a t i o sa n dw a sc o n s t a n t l ya r o u n d r e l a t i v e l y9 5 w h e nm i x i n gr a t i o i s 3 ：1 ，i tw a ss h o w e dt h a tt h ee f f l u e n tt p c o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e sa si n f l u e n tt pc o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e s ，a n dt h et pe f f l u e n t c o n c e n t r a t i o nw a ss l i g h t l yh i g h e rt h a nt h en a t i o n a ld i s c h a r g es t a n d a r d s t h es t u d y s u g g e s t st h a tt h ef u t u r es t u d i e sw i l lb ep l a c e do nt h ef e a s i b i l i t yo fu s i n go fa 2 0 p r o c e s si nt r e a t m e n to f “m i x e dw a s t e w a t e r s t u d ya l s os h o w e dt h a tm i x e dt r e a t m e n to fr u r a ls e w a g et o g e t h e rw i t ht a n n e r y w a s t e w a t e rs u b s t a n t i a l l yi m p r o v e dt h ew a t e rq u a l i t yo ft a n n e r yw a s t e w a t e r ，m a d e p o s s i b l e f o rt h et h et r e a t m e n to ft a n n e r yw a s t e w a t e rt h a tw o u l dh a r d l ym e e tt h e n a t i o n a ld i s c h a r g es t a n d a r d sw h e nt r e a t e da l o n et o c o m p l yw i t ht h ed i s c h a r g e s t a n d a r d s k e y w o r d s ：r u r a ls e w a g e ，t a n n e r yw a s t e w a t e r , c o a g u l a t i o n ，a o i v 引言 引言 随着我国经济的快速增长，农村人口不断增多，村镇的生活污水产生量也 日益增加。在村镇基本没有污水处理设施，这些污水大部分就近直接排放到河 道、湖泊中，这对水体和环境造成严重污染。在这种情况下，我国早在“十一 五”规划中就已经提出，要大力建设社会主义新农村这个重大历史任务，更加 明确了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的建设目标。 加强对农村村镇生活污水的处置，是对村容整治的重要组成部分，也是社会主 义新农村建设的重要内容，更是对农村人居生活环境改善需要解决的迫切问题。 目前，对村镇生活污水的处理基本采用以下三种方案：第一，居住相对集 中的村庄，铺设村内生活污水收集管网，建设以自然村为单位的生活污水处理 设施；第二，对于居住分散和地形较为复杂的村镇，则采用建设“三格式化粪 池+ 人工湿地”等简易方式治理，也可将生活污水集中到村公厕统一处理；第三， 对临近城镇、工业园区污水处理厂的村庄，大力实施污水处理管网建设，将生 活污水纳入城镇、工业园区污水处理厂，对混合污水进行集中统一处理。 将有可能纳入工业园区污水处理厂的部分村镇生活污水接入工业园区，使 其与工业园区工业废水混合进行处理，不仅可以使村镇生活污水得到有效处理， 而且可以避免单独建设村镇生活污水所产生的费用，不失为一种好的选择。 据统计，我国城市郊区的村镇人口总数达3 亿多，占全国农业人口的3 0 以上，加上有乡镇企业的村镇，大约有4 0 以上。这就意味着，有4 0 以上的 村镇污水有条件纳入工业园区污水处理厂，形成混合污水，同工业废水一起合 并处理。 然而，对于村镇混合污水，目前尚缺乏较好的处理模式。国家科技支撑项 目“村镇混合污水处理与综合利用技术研究与示范”( 课题任务书编号： 2 0 0 9 b a c 5 7 8 0 3 ) 在这个背景下孕育而生，以正好处于城乡结合带的江西省永新 县工业园污水处理厂为试验基地，针对村镇分散型污水处理的瓶颈问题，研究 适合村镇污水处理的核心技术与设备，探索长效运行管理机制，提出相应的技 术导则、标准和规范，提升城镇生态环境质量，构建我国村镇污水集成研究的 关键技术研发平台、科技示范基地与人才培养基地。 本研究论文是国家科技支撑项目“村镇混合污水处理与综合利用技术研究 引言 与示范 的一部分，旨在将其工业污水( 主要是制革废水) 与附近村镇污水混 合，形成工业废水与生活废水的混合污水。根据“混合废水”的特征，通过试 验研究制革废水与村镇污水不同混合比例时的最佳运行参数，探索“混合废水” 处理可行性的工艺方案。 2 第一章文献综述 第一章文献综述 1 1 村镇污水研究现状 1 1 1 村镇生活污水来源及特点 村镇生活污水主要来自于农民的日常生活，包括饮食、洗刷、排泄、家庭 养殖禽畜排放、雨水冲刷等。其主要污染物是c o d 、b o d 、氨氮、磷、动植物 油类等。村镇生活污水具有如下几个特点【l 】：( 1 ) 水量小。根据有关调研统计， 村镇级污水排放量及处理规模主要在l0 0 0 5 0 0 0 m 3 d 2 ；( 2 ) 水质水量变化大。 由于生活污水主要是间歇性排放，用水量的变化很大。此外，在农村开放式的 排水方式使得污水排放的规律容易受到当地气候和降雨的影响【3 - 5 1 ，其排水量也 往往没有规律；( 3 ) 污水收集困难。自古以来，我国大多数的小城镇均缺乏科 学的规划和布局。而地形也较为复杂，道路狭窄，居住分散，镇区污水收集系 统不够完善，排水大多采用雨污合流排水体制【6 】，村镇的中心区多数建有合流管 道，在经济条件相对较差的区域，有采用街道边沟加盖板的排水渠系。而在村 镇的边缘一带，还有地区采用散排的方式排放污水和雨水。这样导致农村生活 污水难于单独收集；( 4 ) 污水可生化性较强。村镇生活污水各种污染物的浓度 较低，污水可生化性较强。 1 1 2 村镇生活污水的现有处理方法 目前，对农村生活废水处理的研究主要以下方法： 1 、化粪池：化粪池是一种利用沉淀和厌氧微生物发酵的原理，以去除粪便 污水或其他生活污水中悬浮物、有机物和病原微生物为主要目的的小型污水初 级处理设施。污水通过化粪池的沉淀作用可去除大部分悬浮物( s s ) ，通过微生 物的厌氧发酵作用可降解部分有机物( c o d 、b o d ，) 。池底沉积的污泥可用作 有机肥。通过化粪池的预处理可有效防止管道堵塞，亦可有效降低后续处理单 元的有机污染负荷。目前化粪池的池型主要有旧式化粪池、改良式化粪池、立 体多槽式化粪池、好氧曝气式化粪池、灭菌化粪池【7 】、集成式生物化粪池【8 】、无 害化化粪池【9 】、新型生物处理化粪池i l o 】等。这些化粪池在国内外的应用也较为普 遍【1 1 13 1 。化粪池的优点主要是：流程合理、结构简单、易施工、造价低、无能耗、 3 第一章文献综述 运行费用省、卫生效果好、维护管理简便等优点；并且地埋式化粪池上面种植 花草可美化环境，不占地表面积，在减轻环境污染方面和保护水环境方面起到 了重要的作用【1 4 j 。 在许多发达国家，化粪池技术水平早已超越了传统意义化粪池的概念。在 2 0 世纪7 0 年代日本开始使用高强度玻璃钢材料制成的整体型化粪池来替代传统 砖混化粪池。进入2 0 世纪9 0 年代，随着生物处理技术的高速发展，化粪池处 理后的出水水质已经能够达到中水回用技术水平，使原本普通的化粪池变成了 高效能的小型一体化污水处理设备i l 5 l 。 在我国，一些企业借鉴了西方发达国家的成熟技术经验，自主研发了符合 我国国情的沼气化粪池、不渗漏的环保型化粪池、集成式生物化粪池和生态节 能型化粪池等【l6 1 。环保型化粪池采用玻璃钢制造，内设特型填料，实现污水与 厌氧污泥的完全混合，具有省工、省时、省钱、抗酸碱的特点，正常使用寿命 可达5 0 年。 同时，化粪池也存在不足之处：沉积污泥多，需定期进行清理；沼气回收 率低，综合效益不高；污水易泄漏污染地下水，需加防渗措施。化粪池处理效 果有限，出水水质差，一般不能直接排放水体，需经后续好氧生物处理单元或 生态技术单元进一步处理。化粪池适用范围；可广泛应用于中南地区农村污水 的初级处理，特别适用于生态卫生厕所的粪便与尿液的预处理。 2 、强化厌氧技术：生活污水强化厌氧技术是通过在厌氧池内填充生物填料 作为生物膜生长载体，提高厌氧处池的处理效果的一种厌氧生物技术。污水中 大分子有机物在强化厌氧池中被分解为小分子有机物，能有效降低后续处理单 元的有机污染负荷，有利于提高污染物的去除效果。正常运行时，强化厌氧池 对c o d 和s s 的去除效果一般能达到4 0 - 。6 0 。强化厌氧技术优点：投资省、 施工简单、无动力运行、维护简便；池体埋于地下，其上方可覆土种植植物， 美化环境。适_ ； ；j 范围：可广泛应用于中南地区各区域。 j g u o 和k c l i n 等【l7 j 在1 9 9 0 年曾运用u a s b i 卜- l i a f 串联系统处理低浓 度的土豆废水。在外界温度为2 0 ，有机负荷为o 1 9 - 一0 5 5 k g c o d ( m 3 d ) 的条 件下，该研究系统内c o d 或b o d 去除率达到9 5 9 8 ，s s 或v s s 去除率达 到9 8o 6 9 9 。u a s b r 和u a f 反应器内效率分别为 9 0 和3 4 7 0 。 另外，同济大学的研究人员【18 j 采用二级u a s b 反应器串联的方法处理高浓 度甲烷废水。系统最大有机负荷为2 6 8 k g c o d ( m 3 d ) ，运行稳定。p h 值 3 0 h ；进水氨氮平均值8 2 2 5 m g l ，出水氨氮平均值6 2 4 m g l ， 氨氮平均去除率9 2 3 8 ； i i i ：1 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 3 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 3 0 h ；进水氨氮平均值1 5 4 5 8 m g l ，出水氨氮平均值3 1 5 6 m g l ， 氨氮平均去除率7 9 5 5 ； 比较工况i 和i i ，其他条件相同，只有水力停留时间不同，根据两个工况 的进出水浓度和平均去除率来看，可认识水力停留时间对氨氮的去除效果没有 影响。分析认为，在这两种水力停留时间下，系统内的消化环境良好( p h 适宜， d o 充足) ，还可以看出，这两种工况下的进水氨氮浓度较低，而污泥浓度正常 的情况下，硝化菌的消化负荷率就低，这样即使是短的水力停留时间也能达到 很好的氨氮去除效果”5 | 。 比较工况i i 和i i i ，其他条件相同，唯独硝化液回流比不同，i i i 阶段硝化效 果低于i i 阶段，由于硝化时间与好氧区容积有关，不受硝化合液回流比影响， i 阶段消化效果变差应与硝化液回流比无关。 皮革废水氨氮浓度一般不小于1 0 0 m g l ，根据现场经验可知，皮革废水氨氮 浓度高，一般情况下可高达2 0 0 - 4 0 0 m g l ，极端情况下氨氮浓度甚至达到 5 0 0 m g l 以上。 从图中可以看到，i i i 阶段的进水氨氮浓度平均值高达1 5 4 5 8 m g l ，进水氨 氮浓度过高，硝化细菌去除氨氮能力有限，不足以通过硝化使出水氨氮达到污 水排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 表4 中一级标准) 。此外，1 i i - 1 2 况运行温度较低，平 均水温仅为1 7 6 。c ，低温对硝化细菌的活性也产生一定抑制。 从图中还可看出，硝化效果差，进水氨氮浓度过高以至于硝化细菌不能单 纯依靠硝化作用较完全去除氨氮情况下，出水的p h 明显偏酸性，反应器运行过 程中认为投加n a i - i c 0 3 ，增加进水碱度，但硝化效果并无明显提高，但从图中可 知，硝化效果的好坏一定程度反映于出水p h 的情况。 从图中可以看出，在进水氨氮浓度在1 0 0 左右的情况，a o 反应器的硝化效 果良好，出水氨氮平均值均低于1 5 m g l ，平均去除率高于9 2 ，硝化效果差异 不大，达到污水排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 表4 中一级标准( 1 5 r a g l ) ) 。 3 0 第五章a o 工艺处理不同比例“混合废水”处理效果研究 5 2 1 3a o 反应器对1 ：1 “混合废水 t n 去除效果的影响 3 0 d 2 5 0 2 0 0 魁 耋 1 0 0 o 反应器运行天数( d ) 图5 4 a o 反应器对l ：1 混合污水t n 的去除效果 _ 2 瓣 器 崧 辞 f i g u r e5 4t h et nr e m o v a le f f i c i e n c yo f a or e a c t o ro r l1 ：1m i x e ds e w a g e 02 0 3 04 05 06 0 反应器运行天数d 图5 5a o 反应器对1 ：1 混合污水n 0 3 变化情况 f i g u r e5 5t h ec h a n g e so f n 0 3 + f o ra or e a c t o ro n1 ：1m i x e ds e w a g e i ：1 ：l 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 2 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 1 5 h ；进水t n 平均值1 1 0 1 4 m g l ，出水平均值3 6 1 1 m g l ， t n 平均去除率6 6 8 4 ； i i ：1 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 2 0 0 ，水力 停留时问( h r t ) 3 0 h ；进水t n 平均值1 0 4 9 6 m g l ，出水t n 平均值3 2 6 1 m g l ， 3 1 弘 罢暑 嚣 烈 役 他 侣 位 1，de越蠖，oz 第五章a o 工艺处理不同比例“混合废水”处理效果研究 t n 平均去除率6 9 3 4 ； i i h1 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 3 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 3 0 h ；进水t n 平均值2 0 2 2 6 m g l ，出水t n 平均值6 2 1 8 m g l ， t n 平均去除率6 9 4 1 ； 根据a o 工艺中脱氮的理论公式r l = ( i h r ) ( 1 + r + r ) ，3 种回流比条件下对 应的t n 理论去除率应该分别为7 2 6 、7 2 6 和7 8 5 。 比较工况i 和i i 其他条件均相同，只有水力停留时间时间不同，而两个工 作参数下t n 进出水浓度相差不大，而平均去除率分别为6 6 8 4 和6 9 3 4 ，可 见水力停留时间去t n 的去除有一定影响，但是效果不大。 比较工况i i 和，其他条件相同，硝化液回流不不同，工况i i 平均进水浓 度仅为10 4 9 6 m g l ，而工况i i i 平均进水浓度为2 0 2 2 6 m g l ，在这种情况下，工 况i 的平均去除率为6 9 4 1 仍高于工况i i 的平均去除率6 9 3 4 ，可认为，硝化 液回流比对t n 的影响较大，和理论相符，即硝化液回流比越大，t n 的去除效 果越好。这是因为硝化液回流比的增大，可以为反消化提供更多的基质，从而 提高t n 的去除效果1 5 引。 同期的硝酸盐氮的变化情况如图5 5 ，尽管反硝化脱氮消耗了亚硝酸盐氮、 硝酸盐氮，但是由于硝化作用的存在，出水的硝酸盐氮可能会比进水更高。 5 2 1 4a o 反应器对1 ：1 “混合废水”t p 去除效果的影响 时 爵 繁 芎 曩 图5 6 a o 反应器对1 ：1 混合污水t p 变化情况 f i g u r e5 6t h et pr e m o v a le f f i c i e n c yo f a or e a c t o ro n1 ：1m i x e ds e w a g e 3 2 第五章a o 工艺处理不同比例“混合废水”处理效果研究 i ：1 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 2 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 1 5 h ；进水t p 平均值1 6 9 m g l ，出水平均值o 0 7 m g l ，t p 平 均去除率9 5 4 5 ； i i ：1 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 硝化液回流比( r ) 2 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 3 0 h ；进水t p 平均值1 8 5 m g l ，出水t p 平均值o 1 2 m g l ， t p 平均去除率9 2 8 2 ； i i i ：l ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 3 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 3 0 h ；进水t p 平均值1 5 m g l ，出水t p 平均值0 0 8 m g l ，t p 平均去除率9 4 4 3 ； 磷是导致水体富营养化的营养元素之一。皮革废水的磷是相对缺乏的，经 过混凝预处理后，大部分磷会以沉淀的形式从皮革水中去除。生活污水与皮革 废水相混合形成的混合污水，补充了磷元素，因此，考察混合污水总磷含量及 反应器对磷的去除能力还是有一定必要的。 在活性污泥中，一部分聚磷菌把硝酸盐作为电子受体，在进行消化的同时 可以完成过量吸磷网；早在1 9 9 3 年，荷兰d e l f t 大学的k u b a 实验得到【5 8 1 ，在厌 氧缺氧运行条件下，容易富集一类兼性厌氧微生物，这种微生物同时具有消化 作用和除磷作用。 磷在反应器中的去除方式主要有三种途径：一种是好氧区聚磷菌对磷的过 量吸收作用；另一种是缺氧区反硝化吸磷作用，还有就是活性污泥自身生长繁 殖所需的磷。 比较工况i 和i i ，i 的平均去除率比i i 高出2 6 3 个百分点，这是因为磷不能 像氮一样，通过硝化反硝化转化为氮气排出系统，磷的主要去除方式是排泥。在本 试验中，泥龄基本控制在2 0 天，可以排除泥龄因素的影响。分析认为，随着水力 停留时间的延长，一方面，聚磷菌在好氧聚磷后会出现磷的二次释放；另一方面， 微生物内源呼吸的加剧，导致死亡微生物体内溶解性磷的溶出，出水t p 升高。 比较i i 幂l l i i ，i i i 的平均去除率略高于i i ，而进出水浓度相差不大，因为吸 磷和反消化基本是同时进行的，可见硝化液回流比对p 的出去是有一定影响的。 但影响较小。 从图可看出，a o 反应器磷是有一定去除能力的，在i 工况下对磷的去除能 力优于工况i i 。而i i 工况的进水浓度非常低，这也有可能是因为c n p 比失调， 导致出水p 不能达到0 1 以下。而i 和i i i 出水p 均能达到污水排放标准 3 3 第五章a o 工艺处理不同比例“混合废水”处理效果研究 ( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 表4 中一级标准) ( 0 1 m g l ) 以下。 5 2 2a o 反应器对2 ：1 “混合废水”的处理研究 本论文实验所用2 ：1 混合废水，是指两份村镇生活污水与混凝沉淀后的一份 皮革废水按照体积比进行混合，通过a o 反应器。 5 2 2 1a o 反应器对2 ：1 “混合废水”c o d 去除效果的影响 8 0 0 7 0 0 6 0 0 o ：5 0 0 o4 0 0 蜊 烃3 0 0 o o u 2 0 0 10 0 0 - - - - m c o d “州 ： 斤：fi 严 ：l ，、文严厂 一迸水 ：v _ 一 一 一 。 ，一 。 w b 戒蜊如气味胛。曩：。嚣。铆毒州品魄嘏二 2 03 04 05 06 0 反应器运行天数( d ) o o 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 脚 茹 4 0 揆 水 3 0 2 0 1o 0 图5 7a o 反应器对2 ：1 混合污水c o d 的去除效果 f i g u r e5 7t h ec o d r e m o v a le f f i c i e n c yo f a or e a c t o ro n2 ：1m i x e ds e w a g e i ：2 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 2 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 1 5 h ；进水c o d 平均值6 2 5 2 5 m g l ，出水c o d 平均值 1 2 4 5 2 m g l ，c o d 平均去除率8 0 0 1 ； i i ：2 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 2 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 3 0 h ；进水c o d 平均值5 2 3 4 5 m g l ，出水c o d 平均值9 0 7 6 m g l ， c o d 平均去除率8 2 5 6 ； i i i ：2 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 3 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 3 0 h ；进水c o d 平均值6 5 8 2 2 m g l ，出水c o d 平均值 1 0 6 3 1 m g l ，c o d 平均去除率8 3 8 0 ； 从图中可以看出，o 反应器处理2 ：1 混合污水，i 工况水力停留时间仅为 1 5 h ，出水c o d 平均值为1 2 4 5 2 m g l ，高于1 0 0 m g l 。在较长h r t ( 3 0 h ) 下， 出水c o d 平均值比1 5 h h r t 低，去除率更高，出水c o d 平均值低于1 0 0 m g l ， 运行阶段基本达到污水排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 表4 中一级标准) ，但必须看 第五章a i o 工艺处理不同比例“混合废水”处理效果研究 到的是i i 工况的进水c o d 值仅为5 2 3 4 5 m g l ，低于i 工况进水超过1 0 0 。c o d 的去除效果和进水浓度关系较大，而基本不受水力停留时间的影响。 i i i 阶段h r t 与i i 阶段相同，出水c o d 平均值反而略高于1 0 0 m g l ，但低于 i 工况，一来这与该阶段进水c o d 波动较大，浓度较高有关；二来i i i 阶段进水 c o d 平均值也高于i i 阶段，从去除率可以看出，c o d 平均去除率两个工况下基 本相同。可见，水力停留时间和硝化液回流比对c o d 的去除效果没有影响。与 1 ：1 混合水处理影响效果相同 5 2 2 2a o 反应器对2 ：1 “混合废水 n h 3 - n 去除效果的影响 、o ，、 - i i i 一进水 一出水 一- 一去除率 飞锄 ，”t ，t ；秽一4 一，姨、，v 炎”k r 。 i 01 02 0 3 04 05 06 0 反应器运行天数( d ) 图5 8a o 反应器对2 ：1 混合污水氨氮的去除效果 f i g u r e5 8 t h en i - 1 3 - nr e m o v a le f f i c i e n c yo f a or e a c t o ro n2 ：1m i x e ds e w a g e 9 0 8 5 8 0 z 7 5 a 7 0 6 5 6 0 | ：赫曩- ：忿j 、，? ：io i j馓 艘引：弧id0-：)i 。 叫 。 i i o 1 1 1 01 u2 u驯 日u驯b u 反应器运行天数( d ) 图5 9 a o 反应器对2 ：1 混合污水p h 变化情况 f i g u r e5 9t h ec h a n g e so f p hf o r a or e a c t o ro n2 ：1m i x e ds e w a g e i ：2 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 2 0 0 ，水力 3 5 第五章a o 工艺处理不同比例“混合废水”处理效果研究 停留时间( h r t ) 1 5 h ；进水氨氮平均值9 7 6 4 m g l ，出水氨氮平均值6 6 8m g l ， 氨氮平均去除率9 3 1 6 ； i i ：2 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 2 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 3 0 h ；进水氨氮平均值1 1 3 6 9 m g l ，出水氨氮平均值1 1 2 9 m g l ， 氨氮平均去除率9 0 0 3 ； i i i ：2 ：1 混合污水，污泥回流比( r ) 7 5 ，硝化液回流比( r ) 3 0 0 ，水力 停留时间( h r t ) 3 0 h ；进水氨氮平均值1 4 5 4 8 m g l ，出水氨氮平均值2 8 1 3 m g l ， 氨氮平均去除率8 0 9 4 ； 从图可以看出，因为提高了混合污水中生活污水的比例，进水氨氮浓度得到 稀释在绝大多数情况下能够维持在活性污泥硝化能力的极限处理范围内，在整个 反应过程温度高于1 5 的情况下，a o 反应器的硝化能力足以将氨氮降到 1 5 m g l ，比较工况i 和i i 、i i 和i i i ，本研究采用的水力停留时间( h r t ) 、硝化 液回流比( r ) 对硝化效果影响不大。不同工况下，出水氨氮平均值均低于1 5 m g l ， 硝化效果差异不大，达到污水排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 表4 中一级标准) 。 从图中还可以看，i i 工况末期由于进水氨氮略有升高，出水氨氮也相应升 高，可见硝化细菌去除氨氮能力应该存在一个极限，若超过这一极限，不足以 仅通过硝化使出水氨氮达到污水排放标准( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 表4 中一级标准) ， 出水p h 也会相应偏酸性。 5 2 2 3a o 反应器对2 ：1 “混合废水 t n 去除效果的影响 ! 一掰m ，聃 m 点 ：7 l 邮、妒杖，- w r w 一吖 j - 元 ，： 。 卜以气州k 0 q 叫心一j k k j - 弋p r f 0 刊、0 j 8 蚺爨燃锚气南媾枷勰黼o 1 02 03 04