1种小型污水处理填料生物转盘的设计与实验_张尊举

我国农村地区污水排放较为分散，水量小、水质波动较大，是造成农村面源污染的重要原因之一[1-2]。同时，我国农村大部分地区经济较为落后，环境基础设施薄弱，导致农村污水收集、集中处理较为困难，缺乏适宜的处理工艺和运行管理费用；特别是缺少运行管理资金和专业管理人员，造成已建成处理设施运行难和闲置问题[3-4]。因此，开发和研究一款适用于我国农村现状的污水一体化装置，对于我国农村环境污染治理和美丽乡村建设具有重要的意义。基于目前市场应用和广泛研究的农村一体化污水处理装置和技术存在的问题，综合考虑我国农村经济和技术现状，结合现有技术特点，发现生物滤池和生物转盘的部分特点较为适合我国农村污水处理现状。生物滤池和生物转盘均适用于小水量污水处理（可以家庭为单位设计），同时生物滤池生物量大、污泥产量小，处理效果好；生物转盘能耗低、设备简单、管理方便、运行费用低[5-6]。研究综合了两者的优点，进行了以家庭为处理单元的填料生物转盘的设计和研究。1填料生物转盘的设计1.1设计思路当前农村污水分散、水量小、无配套管网设施，其处理不宜套用传统集中处理模式，集中处理模式流程长、初期投资高、管理复杂等特点，导致不易在农村普及和后续运行管理困难等问题[3-4]。因此，污水处理装置设计宜采用以家庭为处理单元。农村地区管理模式粗犷、专业技术落后，运行经费少，所以污水处理装置结构要简单、流程要短、专业维护要少，综合这些因素，设计装置工艺采用生物膜法，装置结构采用生物转盘结构，同时考虑污水的处理效果，采用生物滤池滤料填充生物转盘以增加装置微生物量，保证处理效果。1.2构造和流程装置的设计结构和流程如图1所示。填料生物转盘结合了生物滤池固体介质表面积大，生物量丰富和生物转盘结构简单、管理方便、能1种小型污水处理填料生物转盘的设计与实验张尊举，金泥沙，张仁志（河北环境工程学院，河北秦皇岛066102）摘要：以农村家庭为设计单元，研究设计了1种小型一体化污水处理装置———填料生物转盘。装置设计体积流量为0.5m3/d，由进水区、生化反应区和沉淀区组成。装置采用生物膜法工艺，结合生物滤池和生物转盘的特点，设计填料生物转盘，结构紧凑、运行简单、费用少，避免了农村污水处理常见的问题。同时，实验研究表明，该装置运行稳定，对COD、BOD5，SS、NH3-N的去除效率均达到87%以上，处理后的出水水质能够达到河北省地方标准DB13/2171－2015一级B的要求。关键词：农村家庭；污水处理装置；填料生物转盘；生物膜法中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2018)12-0101-003收稿日期：2018-02-28基金项目：河北环境工程学院科研项目（ZRZD201701）；秦皇岛市污水资源化重点实验室（201704B016）作者简介：张尊举（1982－），男，硕士研究生，副教授，研究方向为水污染控制与治理技术联系电话：13780378197；电子邮件：zhangzunju@163.com图1填料生物转盘装置结构和工艺流程Fig.1Structureandprocessdiagramofpackingrotatingbiologicalcontactor第44卷第12期2018年12月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.44No.12Dec.,2018DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2018.12.021101耗少等优点，设计成填料生物转盘装置，装置主要有池体、填料转盘和电机组成。装置由进水区、生化反应区和沉淀区组成。农村家庭污水由化粪池或集水池收集，通过泵提升进入进水区，然后经过进水区的底端流入生化反应区，在生化反应区填料转盘上生物膜的作用下，污染物进行充分的生物降解，降解后的出水逆流从沉淀区一侧进入沉淀区底部，通过沉淀和滤料过滤处理后达标排放，水中脱落的生物膜沉淀到池底定期排放到化粪池或集水池，在排放的过程中依靠重力流完成滤料的反洗，同时部分处理完的出水回流到集水池。在生化反应区中设计填料转盘，转盘中装填生物滤池中常用的轻型填料作为生物膜固定介质，以形成较大的生物附着表面；同时，采用生物转盘的旋转运行方式进行生化反应区的机械曝气充氧，以节约能耗，降低运行成本；同时为了便于运行管理，装置运行的动力来源于1台电机，整体结构为生物转盘，工艺流程和结构简单，生物膜法不存在污泥膨胀等问题，基本不需要专业人士的运行管理，较适宜农村家庭的使用[3]。1.3设计水量与水质未建污水管网的农村地区，一般经济水平较低，人均生活污水日排放量较城镇小[3]。参照我国城镇给水量110～220L/(人·d)，生活污水排放系数取0.75[7-8]。同时考虑以后农村经济生活水平提高，用水量会增加的情况，农村家庭人均污水排放