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生活污水脱氮除磷处理方法

发布日期:2015-06-12

序批式生物膜反应器(Sequencing Biofilm BatchReactor,SBBR)是目前国内外正在研究、应用的一种污水生物处理新工艺〔1〕。


序批式生物膜法是在序批式活性污泥法和生物膜法的基础上发展起来的污水处理工艺,兼具两者的优点〔2, 3〕,不仅基建费用低、操作简单,而且脱氮除磷效果好、污泥产量低〔4, 5〕。


序批式生物膜反应器的开发是为了防止比生长速率小的微生物在水力波动过大的反应器中被“淘洗”出去而设计的。它以填料生物膜方式代替活性污泥工艺,按照序批式的运行方式运行,可以在单个反应器内实现厌氧、好氧、缺氧等工序,实现一体化同步脱氮除磷〔6〕。与序批式活性污泥工艺相比,SBBR 工艺具有处理效率高和管理维护方便等优点,适合于中小城镇点源污水的处理以及污水的深度处理。笔者采用丝瓜络填料SBBR 处理生活污水,研究了其对生活污水同步脱氮除磷的处理效果。


1 试验材料和方法


1。1 试验材料


试验所用丝瓜络采自山东烟台一农户家中,将其去皮去籽后的丝瓜瓤添加到反应器内,作为生物膜的挂膜载体。该填料已申请专利,专利号为200720017834.9。试验所用填料的外观如图 1所示。




图 1 丝瓜络结构


丝瓜络作为一种天然的生物载体,对微生物无任何毒害和副作用。其表面凹凸不平,存在大量的沟脊,比人工合成的塑料等填料更易被微生物附着。该填料富含纤维素和木质素〔7〕,密度约为0。77~0。78g/cm3。由于丝瓜络具有独特的天然微网纤维结构,且亲水性较好,因此挂膜非常迅速。


1.2 试验用水及污泥


试验所用原水取自青岛理工大学北院的总排污口处,该污水主要为教职工宿舍、学生食堂、公寓、浴室等产生的生活污水。总排污口处的集水井内安装有栅隙为1 mm 的机械格栅,用于对原水进行预处理,去除水中较大颗粒的悬浮物、发丝、固体垃圾等杂物。预处理后的原水经污水管道输送至试验室外的调节池,其中NH3-N 为36.9~59.7 mg/L ,TN 为51.9~79.0 mg/L,TP 为3.33~5.24 mg/L。


试验用接种污泥取自青岛李村河污水处理厂。所取接种污泥呈黑褐色,30 min 内污泥沉降比SV约为30%,污泥性状良好。通过显微镜观察,活性污泥中微生物丰富,有一定量活性较强的钟虫、盖虫以及少量的轮虫。


1.3 试验装置


试验采用自制的丝瓜络填料SBBR,外形为长方体,材料为有机玻璃,长185 mm,宽185 mm,高585 mm,有效容积为19.8 L,填料填充度为50%。试验装置如图 2 所示。




图 2 试验装置示意 


将取自试验室外污水调节池中的生活污水直接抽到污水箱中,通过W-188 型进水泵将污水抽入丝瓜络填料SBBR 内,反应器由ACO-208 电磁式空气压缩机供氧,空气扩散装置为砂芯曝气头。经处理后的水由底部出水口流出。


1.4 试验方法


整个试验过程在室内进行,水温为18 ℃。反应器运行前,先将丝瓜络放入蒸馏水中浸泡,每天换水1 次,持续5 d,以消除丝瓜络本身对试验的影响。2011 年4 月20 日开始采用活性污泥快速启动方式进行挂膜,即将丝瓜络填料填入SBBR 反应器至一半容积,随后注入10 L 活性污泥,接着注入生活污水9.8 L,然后曝气,每隔4 h 静置沉淀0.5 h,排出上清液; 重新注入鲜污水并重复上述过程,持续7 d后,挂膜成功。挂膜成功后,反应器开始运行,采用序批式(A-O-A)运行模式,运行周期为8 h(瞬时进水,厌氧2.5 h,曝气4 h,缺氧1.5 h,瞬时排水)。将反应器出水静置,取其上清液进行水质分析,考察丝瓜络填料SBBR 对生活污水的处理效果。水质分析方法采用国家标准方法。


2 试验结果与分析


2。1 丝瓜络填料SBBR 对NH3-N 的去除效果


丝瓜络填料SBBR 对NH3-N 的去除效果如图 3所示。




图 3 丝瓜络填料SBBR 对NH3-N 的去除效果 


由图 3 可知,反应器进水NH3-N 为36.9~59.7mg/L,出水NH3-N 为2.1~8.4 mg/L,NH3-N 去除率为80%~95%,平均NH3-N 去除率为90%。


在反应器运行初期,NH3-N 去除率较低,待反应器稳定运行后,NH3-N 去除率明显升高。分析认为:硝化细菌是一种好氧自养菌,生长速率较低,在丝瓜络纤维表面富集速率较慢,所以反应器运行初期NH3-N 去除率较低〔8〕。随着运行时间的延长,丝瓜络填料粗糙的网状结构所造就的巨大的比表面积发挥了重要作用,为微生物生长繁殖提供了更大的栖息场所,又由于丝瓜络纤维表面存在亲水性基团以及对微生物无任何毒副作用,使丝瓜络填料表面和内部附着大量的微生物,进而取得较好的处理效果。


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