一体化AO生物膜反应器处理生活污水

集成A/O生物膜反应器处理生活污水近年来，厌氧处理技术以能耗低、成本低为特点，逐渐应用于生活污水处理领域，但一般仍需要后期处理工艺(使用传统的好氧工艺)。笔者将缺氧和好氧段结合起来，使生活水两个反应区流向上层水，在酸化阶段控制缺氧区厌氧微生物对废水中有机物的分解，通过好氧区微生物进一步分解、转换氧气不足区产生的发酵产物，达到了去除原水污染物的目的。根据需要，还可以将沉淀池出水回流到反应堆进水口，制作集成A/O脱氮工艺。量纲；量纲。1考试条件1.1测试装置和原水水质集成A/O生物膜反应器测试装置如图1所示。缺氧区使用70mm球形填料，累计体积约20L是。使用半柔软填料的有氧区域(高0.70米)。曝气头安装在有氧区域的底部。元帅使用清华大学学生宿舍生活水，其大邱为150 600mg/l，SS为100 400mg/l，碱度平均为350mg/L (CaCO3系)，pH为6.5 7.5，必要时为工业用北京高北店污水处理厂二沉池泥带来的缺氧区反应堆接种污泥，接种量为15g/l；好氧污泥来自污水处理厂回流污泥，接种量为13g/L。1.2测试方法1.2.1反应器启动启动初期，高容积负荷、低水力负荷工作方式(流入大邱约为800mg/L，流入大邱约为50L/d)，3周后直接流入国内污水，流入流量调整为设计流量(100L/d)，此时流出大邱值显示启动作业平均完成了47mg/L1.2.2测试内容去除有机物A.保持基本操作工艺参数不变(见表1)，通过改变进口大邱浓度，改变系统容积负荷，分别研究反应器在不同浓度下对有机物的处理效果。B.保持HRT、pH、DO等参数不变(见表1)，调整0%到200%范围内的回流比，比较从反应器中去除cod的情况。表1默认执行参数项目HRT(h)回流比(%)PHDO(mg/L)缺氧部分50-2006-70.5有氧分段30-2007-82.0删除SS保持HRT、pH、DO等参数不变(见表1)，研究反应器在不同回流比、不同体积载荷条件下的SS去除效果。脱氮A.保持HRT、pH、DO等参数不变(见表1)，比较不同回流比(0%到200%)下反应器对氨氮和总氮的去除情况。B.当回流比为200%时，在不改变表1其他工艺参数的情况下，调整缺氧段、好氧段碱度，探讨pH值和碱度变化对反应器脱氮效果的影响。1.3测量项目水样是每日平均样本，每天进口、流出大邱、SCOD、SS、pH、碱度、不干度测量入口、出水的BOD5使用标准测量方法。量纲；量纲。2结果和讨论2.1有机物去除2.1.1对不同浓度污水的处理效果比较为了研究不同进水的COD浓度下的处理效果，实验要求低浓度(COD为190 380mg/l，SCOD为98 133mg/l)，中浓度(COD为428 525mg/l，SCOD为225mg/l)测试结果见表2和图2。表2有机物浓度不同的反应器去除效果项目树低浓度中等浓度高浓度流入(mg/L)大邱281476606苏格兰110365470出水(mg/L)大邱285072苏格兰264256清除率(%)大邱90.089.588.1苏格兰76.488.588.0从表2和图2可以看出，进水中有机物浓度的增加主要反映在可溶有机物部分，随着原水大邱的提高，流出物的COD、SCOD浓度也相应上升，但即使进水口大邱为600mg/L左右，流出物也可以保持在100mg/L以下。将原水cod浓度与反应器流出cod浓度相匹配，就产生了曲线(表达式见1)。通过该曲线，可以根据流入的有机物的浓度，初步预测试验运行条件下反应器中流出的有机物的近似浓度。Y=0.000 2x2-0.033x21.347 (1) r 2=0.989 2 是指手机；r 2=0.989 2是指手机；中间x 流入有机物浓度，mg/LY 出水有机物浓度，mg/LR 相关系数取值；2.1.2不同回流比对有机物处理效果的影响将沉淀池出水回流到反应堆进水口，调查大邱去除率如何随回流比而变化(见表3)。表3从其他回流比中去除鳕鱼回流比(%)进水大邱(mg/l)缺氧部分流出大邱(mg/l)缺氧节段去除率* (%)流出大邱(mg/l)好氧段去除率(%)总清除率(%)50357.8257.031.749.154.185.8100313.4166.98.350.675.583.8150430.8193.818.846.370.589.3200371.8189.18.240.281.089.2注：*考虑沉淀池污泥回流对原水的稀释效果。表3所示，提高回流率有利于从反应器中去除有机物，特别是有氧区间去除率的提高，但对鳕鱼的总去除率影响不大。原水梁D5值为100 160mg/l，径流梁D5值为6 14mg/l(平均8.3mg/L)，回流比变化对径流梁D5值的影响也不大。量纲；量纲。2.2删除SS反应堆好氧区采用生物膜法确保径流SS值低。如果流入SS为230至495mg/l(平均410mg/L)，则正常运行条件下流出外观干净良好，SS通常难以检出(不超过10mg/L)，并且在大多数情况下可以保证SS清除率高于95%。量纲；量纲。2.3脱氮将沉淀池出水回流到进水口中，就形成了“前置脱氮生物脱氮系统”。污水中含氮有机物在缺氧部分由从属营养微生物氨，在好氧区域由硝化细菌硝化氨氮，NO2-和NO3-沉淀池出水回流到缺氧区域后，由反硝化细菌还原为N2，以提高脱氮效果。量纲；量纲。2.3.1回流比对氨氮去除效果的影响试验中，将国内污水用作原水(大邱平均为334mg/L，氨氮平均为32.3mg/L)，而氨氮去除效果取决于反应器设定的回流率(见表4)。表4不同回流比中氨氮的去除回流比(%)流入氨氮(mg/L)流出氨氮(mg/L)清除率(%)034.410.968.210039.010.074.415029.28.4771.020032.08.2274.3表4表明，回流出水有利于氨氮的去除。回流比增加到100%，氨氮去除率比没有回流时明显增加。继续提高回流比以提高氨氮去除率没有明显效果。氨氮在硝化、硝化作用下NO3- NO2-好氧区域也有显着增加(见图3，采样端口编号0为原水，1为缺氧区域的出口，2为好氧区域的20厘米，3为好氧区域的60厘米，4为沉淀池的流出)。2.3.2回流比对总脱氮的影响有机氮在A/O反应器缺氧区分解为氨氮，与原生水中的氨氮一起，在好氧区发生硝化和硝化反应。回流运行时氮量占NO3-，NO2-沉淀池出水回流到低氧区，被反硝化细菌还原为N2。在上述过程中，假设不同形式氮的转化率可以达到100%，在这种理想状态下，A/O工艺对氮的总去除率为：=r/(r 1) 100% (2)规格；类型3354去除率R 回流比基准(2)可以计算与其他回流比反应器相对应的总脱氮率的理论值，与试验数据比较的结果见表5。从表5可以看出，随着回流比的增加，总氮的实际去除率也增加，这与理论家的变化趋势一致。A/O工艺的缺氧区主要以回流水中NO-3，NO2-为原料，因此好氧区硝化效率也直接影响总脱氮效果。表5不同回流比中的总脱氮效果回流比(%)总氮理论去除率(%)=R/(R 1)100%总氮的实际平均去除率(%)进水中的总氮(mg/L)出水的总氮(mg/L)1005040.440.825.420066.757.345.420.92.3.3 pH和碱度对脱硝效果的影响在好氧反应区，硝化必须正常进行的碱度为354 mg/L (CaCO3)，进入好氧区的污水的碱度为平均210mg/L，这表明了原水中缺氧段处理后碱度不能满足硝化反应的原因，理论上相当于添加了144mg/L的CaCO3 (153mg/L)为了满足碱度要求，在200%下使用Na2CO3的前后对比试验如图4所示。如图4所示，碱度是硝化过程中的重要影响因素，如果碱度控制不当，会对氨氮的去除产生不利影响。除回流比、pH、碱度外，DO浓度对脱硝效果有很大影响。缺氧区的反硝化细菌是从属营养和性厌氧细菌，所以将缺氧区的DO浓度调整到0.5mg/L以下不会影响内部微生物的正常生殖代谢。在好氧区，DO对有机物分解和氨氮硝化非常有利。硝化细菌是强好氧细菌，需将好氧区DO浓度控制在2 4mg/l。量纲；量纲。3结论上游综合A/O反应器处理好城市生活水，温度为10 30，停留时间为8h，正常运行的反应器平均去除率为83%，bo D5平均去除率为91%，SS平均去除率为95%，氨氮平均为71%。回流比为200%时，总氮的平均去除率为57%，回流比增加时，反应器的冲击负荷容量增加，有机物、氨氮、总氮的去除率增加。综合考虑回流比增加引起的能源消耗问题，最佳回流比为200%。为了确保好氧区硝化细菌的活性，DO应保持2 4 mg/l，添加碳酸盐碱度，将pH值调节为7.5 8.5。缺氧区域DO应保持在0.5 mg/L以下，pH值应调整为6或更高。工艺结构紧凑，占地小，加工成本低。该工艺能承受有机物冲击载荷，工作稳定，运行管理方便，工作方式可根据需要调整，适应性高。好氧区由于生物膜法，没有污泥漂浮现象，污泥产量低，污泥回流时沉淀池数月不排出污泥。综合氧化沟沉淀船运行方式统一氧化沟是为了分离沉淀物，将船形的二次沉淀池安装在氧化沟中，出水从上部排出，污泥直接从沉淀船底部的污泥排出管排出到氧化沟中。智囊团直接嵌入氧化沟，因此集成氧化沟节省了污泥回流系统，占用了较小的安装空间，运行非常简单。安阳市豆腐营工业区废水集中控制工程通过了水解接触氧化集成氧化沟工艺处理工业废水，设计规模22104m3/d(第一阶段122104 m3/d)和1995年国家环保局组织验收。这条综合氧化沟沉淀线是多头结构，每个湖都有半泥管道与氧化沟连接。船长24米，宽度7米，有效水深12米，实际有效容积202m3，设计处理数250m3/h，静态条件下水力停留时间48分钟。1实际状态在实际执行中，使用两种工作方式：1.1反向流入工作原理如图1所示。氧化沟的水流道为AB，沉淀池的水从D点溢出，使用浸没的整流壁进行整流，水的方向为DC，与氧化沟的水相反。继续运转的时候，沉淀线上几乎没有沉淀物。出水中携带的污泥浓度与沟内浓度一样，沉淀线上只有离进口不远的清水区域，出厂完全没有清水区域，成为了泥水混合物。起初认为是排气管堵塞造成的，清洁后情况也没有变化。1.2正流入量如果未执行反向流入，则专家建议正向流入，结果如图2所示。氧化沟内部水的方向仍为AB，沉淀船内部水的方向为CD，沉淀船的水从船头流入水槽，通过水箱底部20cm20cm的进水孔进入沉淀，在底部添加挡板，在进水区域添加倾斜板，使船和排水口分离。这种工作方式基本稳定运行，污泥也不多，但沉淀线上部存在10厘米深的象限等几个问题，长时间运行容易产生绿藻层，也可能积累腐烂的泥浆。讨论2现在，我们大致分析了上述两种工作模式(见图3)的水动力学原理。对于漏斗I，污泥能否排入最终孔取决于漏斗上方和下方压力管道的水头差异。由于进水口的整流作用，船