交替曝氣生物濾池工藝處理生活污水實(shí)驗(yàn)室研究

交替曝氣生物濾池工藝處理生活污水實(shí)驗(yàn)室研究村鎮(zhèn)生活污水如今已經(jīng)成為中國(guó)村鎮(zhèn)地區(qū)的一項(xiàng)重要環(huán)境污染源,不僅破壞了地表水和地下水的水體功能,同時(shí)對(duì)村鎮(zhèn)居民的健康造成威脅,村鎮(zhèn)生活污水污染控制勢(shì)在必行。村鎮(zhèn)生活污水污染控制不同于城市生活污水污染控制,主要表現(xiàn)在排水體制選擇和適用技術(shù)要求上的明顯差異。對(duì)于村鎮(zhèn)生活污水污染控制,在排水體制上,合流制和分流制各有優(yōu)勢(shì),均有廣泛的應(yīng)用,在區(qū)域分布上,控制模式包括分散處理和相對(duì)集中處理；適用技術(shù)應(yīng)具備“投資省,運(yùn)行費(fèi)用低,處理效果穩(wěn)定達(dá)標(biāo),管理維護(hù)容易”的總體特征,同時(shí)應(yīng)具有“耐沖擊負(fù)荷,對(duì)低C/N比污水有較強(qiáng)的脫氮效果”等特點(diǎn)。根據(jù)村鎮(zhèn)生活污水處理適用技術(shù)的總體要求,結(jié)合前期開(kāi)發(fā)應(yīng)用腐殖填料生物濾池技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)以及村鎮(zhèn)生活污水處理系列技術(shù)研發(fā)的思路,研發(fā)基于曝氣生物濾池工藝及序批式生物膜工藝原理,具有集約化特征優(yōu)勢(shì)的交替曝氣生物濾池新工藝,實(shí)現(xiàn)對(duì)低C/N比污水高效脫氮、運(yùn)行控制簡(jiǎn)單且能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、占地面積小、剩余污泥產(chǎn)量少的工藝目標(biāo)。本研究采用交替曝氣生物濾池裝置,過(guò)濾面積0.08m2,裝填1.3m高、粒徑為1-2mm的陶粒填料,以校園生活污水作為處理對(duì)象,研究了進(jìn)水C/N比、回流比和水力負(fù)荷對(duì)交替曝氣生物濾池工藝的污染物去除效率的影響,初步確定工藝最佳控制參數(shù)。并對(duì)試驗(yàn)裝置各部分對(duì)污染物的去除效率、裝置內(nèi)溶解氧環(huán)境、水頭損失、裝置停止運(yùn)行后恢復(fù)啟動(dòng)性能和工藝的污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)等工藝過(guò)程規(guī)律進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,交替曝氣生物濾池工藝的脫氮效果在一定范圍內(nèi)隨進(jìn)水C/N比的增加而逐漸提高。裝置在水力負(fù)荷為0.81m3/m2·d,回流比為130%條件下,在進(jìn)水C/N比從2左右提高到5左右的過(guò)程中,TN去除率和TN容積負(fù)荷逐步提高,其中,在進(jìn)水C/N比僅為4左右時(shí),交替曝氣生物濾池對(duì)TN的去除率平均達(dá)到53.7%。當(dāng)進(jìn)水C/N比在5到9的范圍內(nèi)時(shí),TN去除率總體上維持在65%-75%的范圍內(nèi)。交替曝氣生物濾池工藝運(yùn)行的最佳回流比為200%。裝置在水力負(fù)荷為0.81m3/m2·d,進(jìn)水C/N比約為4的條件下,調(diào)節(jié)回流比為200%時(shí),對(duì)TIN的平均去除率為68.3%,平均TN容積負(fù)荷為30.0g/m3.d。在進(jìn)水C/N比約為4,回流比為200%條件下,水力負(fù)荷由0.81m3/m2·d提高到1.50m3/m2·d,裝置的COD、NH3-N、TP的去除效率仍然較高,平均TN容積負(fù)荷由30.0g/m3-d提高到40.8g/m3.d,但平均TN去除率由68.3%下降到53.3%。以進(jìn)水流量為65L/d(水力負(fù)荷為0.81m3/m2·d),回流比為200%,進(jìn)水C/N比約為4運(yùn)行,交替曝氣邊后反應(yīng)器內(nèi)各部分溶解氧濃度經(jīng)歷了波動(dòng)后逐漸穩(wěn)定的過(guò)程,其中缺氧區(qū)上部溶解氧濃度在交替后2h時(shí)下降到1mg/L以下,形成缺氧區(qū)填料層內(nèi)適宜的缺氧環(huán)境；穩(wěn)定運(yùn)行工況下,反應(yīng)器缺氧區(qū)填料層內(nèi)溶解氧濃度維持在0.25mg/L以下,為微生物營(yíng)造了良好的缺氧環(huán)境,保證缺氧區(qū)微生物充分儲(chǔ)碳,以利于反硝化和吸磷過(guò)程,同時(shí)由于同化碳量減少,也能減少污泥的產(chǎn)生；好氧區(qū)上部溶解氧濃度穩(wěn)定后維持在9mg/L左右,會(huì)導(dǎo)致回流硝化液中攜帶溶解氧過(guò)多,對(duì)缺氧區(qū)產(chǎn)生較大沖擊,在今后的研究中考慮更換輕質(zhì)填料,以降低為使填料輕微流態(tài)化所需的曝氣量,從而降低好氧區(qū)溶解氧濃度。以進(jìn)水流量為65L/d(水力負(fù)荷為0.81m3/m2·d),回流比為200%和以進(jìn)水流量為65L/d(水力負(fù)荷為0.81m3/m2·d),回流比為300%運(yùn)行,以及以進(jìn)水流量為120L/d(水力負(fù)荷為1.50m3/m2·d),回流比為200%運(yùn)行時(shí),裝置運(yùn)行48h后,總水頭損失分別為365mm、564mm、986mm?？紤]到該技術(shù)間歇使用的應(yīng)用條件,研究了反應(yīng)器停止運(yùn)行26天,再重新進(jìn)水啟動(dòng)后系統(tǒng)的處理效果,發(fā)現(xiàn)裝置在啟動(dòng)第1天就對(duì)COD、NH3-N、TP具有理想的處理效果,去除率分別達(dá)到了88.1%、95.1%、91.9%,同時(shí)對(duì)TN的去除率達(dá)到47.3%。在啟動(dòng)第2天裝置對(duì)TN去除率恢復(fù)到66.4%。交替曝氣生物濾池工藝具備間歇使用后快速啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。交替曝氣生物濾池在進(jìn)水流量為65L/d(水力負(fù)荷為0.81m3/m2·d),回流比為200%的工況下,污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)為0.06kgMLSS/kgCODCr,遠(yuǎn)低于A2/O工藝,大約僅為后者的1/5到1/10。交替曝氣生物濾池對(duì)