悬浮载体流化床处理生活污水的研究

悬浮载体流化床处理生活污水的研究
  霍保全， 景长勇， 刘旭东
  (中国环境管理干部学院环境工程系，河北秦皇岛066000)
  摘要： 考察了悬浮载体流化床对生活污水的处理效果。结果表明，该工艺对生活污水中的
  COD和氨氮有较好的去除效果，当进水COD和氨氮分别为(112～356)、(22．95～43．60)mg／L
  时，出水COD和氨氮分别为9～26 mg／L(平均为17．6 mg／L)和1．52～7．18 mg／L(平均为3．54
  mg／L)；对总氮的去除效果不太理想，当进水总氮浓度为27．80～52．10 mg／L时，出水总氮浓度为
  9．87～28．44 mg／L，去除率仅为45．41％ ～64．50％ 。
  关键词： 悬浮载体流化床； 生活污水； COD； 氨氮
  中图分类号：X703 文献标识码：C 文章编号：1000—4602(2009)21—0075—03
  Suspended Carriers Fluidized Bed for Treatment of Domestic Sewage
  HU0 Bao—quan， JING Chang—yong， LIU Xu—dong
  (Department of Environmental Engineering，Environmental Management College of China，
  Qinhuangdao 066000，China)
  Abstract： The treatment eficiency of domestic sewage by suspended carriers fluidized bed was in—
  vestigated．The results indicate that this process has good removal effects of COD and ammonia nitrogen
  in domestic sewage． W hen the influent COD and ammonia nitrogen are 1 12 to 356 mg／L and 22．95 to
  43．60 mg／L respectively，the efluent COD and ammonia nitrogen are 9 to 26 mg／L(average of 17．6
  mg／L)and 1．52 to 7．18 mg／L(average of 3．54 mg／L)respectively．The removal effect of total nitro—
  gen by this process is not good．When the influent total nitrogen is 27．80 to 52．10 mg／L．the efluent to—
  tal nitrogen is 9．87 to 28．44 mg／L．and the removal rate is only 45．41％ to 64．50％ ．
  Key words： suspended carriers fluidized bed； domestic sewage； COD； ammonia nitrogen
  悬浮载体流化床由上部的好氧区和下部的缺氧区组成，好氧区中投加填料并挂膜，兼具活性污泥法和生物膜法的优点，在一个反应器内同时完成对有机物和氮的去除，实现了污水处理一体化¨。 。笔者考察了悬浮流化床对生活污水中COD、氨氮和总氮的去除效果，以期为实际工程应用提供参考。
  1 材料与方法
  1．1 试验装置
  悬浮载体流化床的工艺流程见图1。悬浮载体流化床反应器由有机玻璃制成，呈圆柱体状，内径为30 cm，高为240 cm，有效容积为165 L；上部为好氧区，高为160 em，有效容积为110．55 L；下部为缺氧区，高为80 em，有效容积为54．45 L；反应器底部设有排泥放空管，缺氧区设有三相分离器，通过反应器中心的排气管与外部连接；采用鼓风曝气、粘质砂块作为微孔曝气器，通过空气流量计调节曝气量。好氧区的填料为聚丙烯材质，呈空心圆柱体状，内有十字支撑面；其外径为9．65 mm，内径为8．3O基金项目：河mm，比表面积为1 609．6 m。／m ，密度为0．31 kg／m 。
  该填料的外部及内部均能挂膜(主要挂膜区域为填料内部)，具有比表面积大、生物膜生长均匀、表面利用率高和附着生物量大等特点。
  1．高位水箱2．进水泵3．空气流量计4．进水流量计5．调节阀
  6．回流泵7空气泵8．悬浮载体流化床9．回流水箱
  图1 悬浮载体流化床的工艺流程
  Fig．1 Flow chart of suspended carriers fluidized bed
  1．2 试验用水
  试验用水取自秦皇岛市开发区的生活污水排水管道，其水质见表1。
  表1 生活污水水质
  Tab．1 Quality of domestic wastewater
  项目 温度／℃ C0D／ 总氮／ 氨氮／
  pH (
  mg·L ) f mg·L (mg·L )
  范围 11．5～28．7 6．4～7．8 112～356 ．80-52．10 ．95-43．均 20．6 7．15 238．2 40．27 30．39
  1．3 悬浮载体流化床的启动
  悬浮载体流化床的启动主要包括两部分：反应器内活性污泥的培养驯化和好氧区填料的挂膜。由于在启动阶段污水水质不稳定，不利于微生物的稳定生长和填料的挂膜，故在启动期间向原生活污水中加入一定量的啤酒进行调节，使经调节后的进水COD浓度稳定在300～400 mg／L，提高了进水的有机物浓度和可生化性。为缩短反应器的启动时间，污泥培养驯化和填料挂膜同时进行，即在反应器中加入接种污泥的同时向反应器的好氧区加入载体填
  料。运行20 d左右时好氧区填料开始挂膜，40 d左右时填料挂膜基本成功，同时好氧区内的悬浮污泥活性较强，至此启动阶段结束，进入正常运行阶段。
  1．4 分析项目及方法
  COD：重铬酸钾氧化一可见分光光度法；TN：2，6一二甲酚分光光度法；NH4一N：纳氏试剂光度法；NO；一N：麝香草酚分光光度法；NO； 一N：N一(1一萘基)一乙二胺光度法；DO：溶解氧测定仪；pH：便携式pH计。
  2 结果与讨论
  悬浮载体流化床的基本运行参数：进水量为25L／h，好氧区的HRT为4．4 h，缺氧区的HRT为2．2h；曝气量为50 L／h，即气水比为2：1，测得好氧区的DO为1．88～3．28 mg／L(均值为2．33 mg／L)；反应温度为15．5～28．5 cc；硝化液回流比为2：1，即内循环硝化液回流量为50 L／h。在此运行条件下，测定悬浮载体流化床对生活污水的处理效果。
  2．1 对COD的去除效果
  悬浮载体流化床对COD的去除效果见图2。
  由图2可知，进水COD波动较大，但出水COD较稳定。当进水COD为112～356 mg／L时，出水COD为9～26 mg／L(平均为17．6 mg／L)，对COD的去除率为89．85％ ～95．43％(平均为92．49％)。
  可见悬浮载体流化床对污水中的COD具有良好的去除效果，且具有较强的抗有机冲击负荷能力。
  2．2 对氨氮的去除效果
  悬浮载体流化床对氨氮的去除效果见图3。
  图3 对氨氮的去除效果
  Fig．3 Removal efect of ammonia nitrogen
  由图3可知，进水氨氮浓度波动较大，出水氨氮浓度随之相应变化，但始终维持在较低的水平；出水氨氮浓度的变化范围为1．52～7．18 mg／L，平均为3．54 mg／L；反应器对氨氮的去除率为83．53％ ～· 76 ·
  94．02％，平均为88．66％ 。可见悬浮载体流化床对氨氮也有较好的去除效果，且有一定的抗氨氮冲击负荷能力。
  2．3 对总氮的去除效果
  考察了悬浮载体流化床对总氮的去除效果。结果表明，出水总氮浓度随进水总氮浓度的变化而相应变化。当进水总氮浓度为27．80～52．10 mg／L(平均为40．27 m#L)时，出水总氮浓度较高，为9．87～28．44 m#L(平均为18．21 m#L)；反应器对总氮的去除效果不太理想，但仍有一定的去除量，去除率为45．41％ ～64．50％(平均为55．33％)。另外还可知，当进水总氮浓度较低时，对总氮的去除率较高；当进水总氮浓度较高时，对总氮的去除率则较低，这可能是因为当进水总氮浓度较低时，反应器的总氮负荷较低，从而使对总氮的去除率相对较高。
  3 结论
  悬浮载体流化床对生活污水中的COD和氨氮的去除效果较好，当进水COD和氨氮分别为(112～356)、(22．95～43．60)mg／L时，出水COD和氨氮分别为9～26 mg／L(平均为17．6 mg／L)和1．52～7．18 mg／L(平均为3．54 mg／L)，达到了《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的要求。但悬浮载体流化床对总氮的去除效果不太理想，当进水总氮浓度为27．80～52．10 m#L时，出水总氮浓度为9．87— 28．44 mg／L(平均为18．21 mg／L)，去除率仅为45．41％ ～64．50％(平均为55．33％)。
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  (13)：79—8 2．
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  收稿日期：2009—05—05
  (上接第74页)
  对TP的去除率为27％。试验还发现，每次反冲洗、排泥后，出水的TN和TP浓度都会出现谷点，这说明系统中可能存在反硝化聚磷菌(DPB)，能同时去除氮和磷，这一点还有待进一步研究。
  3 结论
  ① 改变水力负荷对木炭和陶粒填料生物滤池的出水COD影响不大，两滤池对COD的去除效果
  较好。
  ② 水力负荷对木炭和陶粒填料生物滤池的脱氮能力有较显著的影响，且木炭滤池的脱氮效果好于陶粒滤池的。当水力负荷为4 m ／(m ·d)时，木炭和陶粒滤池的脱氮效果最佳，出水氨氮的平均浓度分别为4．7和7．7 mg／L，对氨氮的平均去除率分别为80％和65％ 。
  ③ 木炭和陶粒滤池的除磷效果均不佳，当水力负荷为4、6 m ／(m ·d)时，木炭滤池的除磷效果较好，两者对TP的去除率分别为27％和30％。
  ④ 综合考虑木炭填料生物滤池对NH4一N、COD、TN和TP的去除效果，确定其最佳水力负荷为4 m ／(m ·d)，此时滤料高度为0．6 m，水力停留时间为6 h。
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