農(nóng)村生活污水處理組合工藝方法

1、農(nóng)村生活污水處理組合工藝方法 農(nóng)村生活污水是我國農(nóng)村污染物的主要來源之一，由于大多農(nóng)村尚無完善的排水系統(tǒng)，污水沿道路邊溝或路面直接排至附近水體，造成地表和地下水體的嚴(yán)重污染，加重了受納水體富營養(yǎng)化，直接威脅著周圍居民的飲用水安全。所以，對農(nóng)村生活污水的治理迫在眉睫。但由于農(nóng)村資金有限，技術(shù)水平相對落后，且缺乏專業(yè)的管理人員，在選擇農(nóng)村生活污水處理工藝時，不宜采用規(guī)?；擎?zhèn)污水處理模式。因此，研究開發(fā)高效率、低成本、易管理和易操作的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)尤為必要。 厭氧-好氧組合工藝以厭氧處理工藝為預(yù)處理措施，不僅可以降解污水中大部分有機(jī)物，降低運行成本，而且可以極大地降低好氧進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷及SS濃

2、度，縮短好氧工藝的水力停留時間，提高出水水質(zhì)。因此，本文中研究了3 種組合工藝對農(nóng)村生活污水的處理效果，并對其處理效果進(jìn)行了比較分析。 1 實驗部分 1.1 實驗用水 以邯鄲市某城中村的生活污水為實驗用水，水質(zhì)如下:溫度為1029; COD 為311 926 mg/L，平均為483 mg/L; TN 為5.451.7 mg/L，平均為28.4 mg/L; TP 為0.74.4 mg/L，平均為2.0 mg/L; NH4+-N為4.052.5 mg/L，平均為28.4 mg/L。 1.2 實驗裝置 實驗工藝流程如圖1 所示。 復(fù)合厭氧反應(yīng)器-水平潛流人工濕地( HAR-HSFCW):HAR 材質(zhì)

3、為UPVC 管，內(nèi)徑為400 mm，反應(yīng)器上部填充400500 mm塑料填料; 水平潛流濕地為混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為2.0 m2.0 m1.1 m，進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)鋪設(shè)粒徑為60100 mm的礫石，厚度為750 mm; 處理區(qū)底層為粒徑3040 mm的礫石和鋼渣，填充比例為11，厚度為750 mm; 中層為粒徑2030 mm的礫石，厚度為250 mm; 上層選用自然土壤和細(xì)沙，填充比例為11，厚度為200 mm，栽種植物為蒲草。 厭氧折流板反應(yīng)器-垂直潛流人工濕地( ABRVSFCW):ABR 由硬質(zhì)塑料板制成，尺寸為0.8 m0.8 m 0.9 m; 垂直潛流人工濕地為混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為2.0 m

4、2.0 m1.1 m，底部填充粒徑為3040 mm的碎石，厚度為30 cm; 中部填充粒徑為1020 mm的碎石與粉煤灰，填充比例為101，厚度為30 cm; 上部為自然土壤，厚度為20 cm，栽種植物為蘆葦。 膨脹顆粒污泥床-人工快速滲濾系統(tǒng)( EGSBCRI):EGSB 為有機(jī)玻璃柱，直徑為0.2 m，高度為2m。CRI 由PVC 管材制作，內(nèi)徑為0.4 m，高為2 m。 承托層為3040 mm的礫石，厚度為200 mm; 滲濾層共分為4 層，由下往上依次為粒徑310 mm的陶粒、14 mm的沸石、0.51.2 mm的河砂以及100 目的石英砂，填充厚度均為300 mm。CRI 系統(tǒng)在12

5、 h 淹水，干濕比為31 的條件下運行。 1.3 監(jiān)測項目與分析方法 COD:重鉻酸鉀法; TN:過硫酸鉀消解-紫外分光光度法; TP:過硫酸鉀消解-鉬銻抗分光光度法; NH4+-N:納氏試劑分光光度法。 2 結(jié)果與討論 2021 年6 月2021 年10 月，考察了3 種組合工藝在不同HRT 下對污染物的去除效果。每個水力停留時間下連續(xù)運行20 d，取多次進(jìn)、出水的平均值作為實驗結(jié)果。 2.1 對COD 的去除效果 3 種組合工藝對COD 的去除效果如圖2 所示。由圖2 可知，當(dāng)進(jìn)水COD 為325.3386.5 mg/L，ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI 的出水C

6、OD 分別為:39.50153.4、50.90145.8 和39.2092.50 mg/L，相應(yīng)去除率分別為60.0%88.9%、62.9%86.2%和74.7%91.6%，且3 種組合工藝對COD 的去除主要是靠厭氧反應(yīng)器來完成的。 由圖2 還可以看出，HAR-HSFCW 和EGSB-CRI在HRT 大于16 h 時，隨著HRT 的減小，COD 的去除率呈上升趨勢，但當(dāng)HRT 小于16 h 時，減小HRT，COD 去除率卻呈下降趨勢，這主要是因為HRT 較長時，厭氧反應(yīng)器中上升流速較小，污水與顆粒污泥接觸不充分，有機(jī)物不能被充分降解所致; 但當(dāng)HRT 過短時，反應(yīng)器中上升流速較大，污泥流失增

7、加，反而使COD 去除率下降。由于EGSB 中三相分離器有效阻止了顆粒污泥流失，因此EGSB-CRI對COD 的去除效果略高于HAR-HSFCW。 隨著HRT 的逐漸縮短，ABR-VSFCW 對COD 的去除率呈下降趨勢，這主要是因為ABR 為分隔結(jié)構(gòu)，當(dāng)HRT 縮短時，隔室中污水上升流速較大，污泥流失加大，導(dǎo)致COD 去除率下降。 2.2 對氮的去除效果 2.2.1 對NH4+-N的去除效果 組合工藝對NH4+-N的去除效果見圖3。 由圖3 可以看出，3種組合工藝對NH4+-N的去除率分別為60.9%76.1%、12%42%和11.1% 31.9%，EGSB-CRI 對NH4+-N的去除效果

8、最好，ABR-VSFCW 次之，HAR-HSFCW 較差，且好氧段對NH4+-N的去除起主導(dǎo)作用。 EGSB-CRI 對NH +4 -N 的去除率較高是因為CRI系統(tǒng)為干濕交替運行，在落干期復(fù)氧，提高了好氧微生物活性，硝化能力增強(qiáng)所致。由于垂直流人工濕地為落空運行，污水從濕地表面縱向進(jìn)入濕地，充氧效率提高，硝化能力較強(qiáng)，造成ABR-VSFCW對NH +4 -N 的去除效果略優(yōu)于HAR-HSFCW。 2.2.2 對TN 的去除效果 3 種組合工藝對TN 的去除效果如圖4 所示。從圖4 中可以看出，ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI 對TN 的去除效果無明顯差異，去除率分別

9、為23.9%46.4%、25%42% 和26%45.2%。 3 種組合工藝中氮的去除主要包括基質(zhì)的吸附和過濾作用、植物和微生物的吸收作用以及微生物的硝化、反硝化作用。其中，微生物的硝化、反硝化作用是脫氮的主要途徑12-14。一方面，由于VSFCW和HSFCW 大環(huán)境處于缺氧和厭氧狀態(tài)15，抑制了硝化細(xì)菌的生長繁殖和硝化反應(yīng)。另一方面，VSFCW、HSFCW、CRI 中進(jìn)水COD 濃度較低，碳源不足，也抑制了反硝化作用，造成3 種組合工藝整體脫氮效率較低。 2.3 對TP 的去除效果 組合工藝對TP 的去除效果見圖5。3 種組合工藝對TP 的去除效果如圖5 所示。由圖5 看出，在進(jìn)水TP 為2.

10、903.89 mg/L，ABR-VSFCW、HAR-HS-FCW 和EGSB-CRI 出水TP 分別為:1.612.92、0.540.82 和0.460.93 mg/L，去除率分別為24.7%44.6%、78.8%82.6% 和76%84.7%?？梢?，HAR-HSFCW、EGSB-CRI 對TP 的去除效果均明顯優(yōu)于ABR-VSFCW，且好氧工藝對TP的去除起主導(dǎo)作用。 由于水平潛流濕地為滿水位運行，進(jìn)水與填料接觸充分，造成HSFCW 除磷效果優(yōu)于VSFCW。CRI系統(tǒng)中陶粒、沸石可與磷反應(yīng)形成沉淀或通過化學(xué)吸附留在填料中，從而使磷得到有效去除。 3 結(jié)論 (1) 3 種組合工藝對COD 均有

11、較高的去除效果，去除率為60.0%91.6%。EGSB-CRI 對COD的去除率略高于ABR-VSFCW、HAR-HSFCW。 (2 ) ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI對NH4+-N的去除率分別為12.0%42.0%、11.1%31.9% 和60.9%76.1%。EGSB-CRI 對NH4+-N的去除效果明顯高于ABR-VSFCW、HARHSFCW，這主要是由CRI 系統(tǒng)充氧效率較高，硝化能力強(qiáng)所致。3 種組合工藝對TN 的去除效果不理想，去除率為23.9%46.4%。 (3 ) ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI對TP 的去除率分別為24.7%44.6%、78.8%82.6%和76%8