厌氧生物滤池-好氧生物炭滤池联合处理生活污水

第26卷第1期2007年1月环境化学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVo.l26,No.1January2007中国化学会/第八届水处理化学大会暨学术研讨会0论文(2006年8月10日).厌氧生物滤池-好氧生物炭滤池联合处理生活污水马传军费庆志许芝王福权胡宏博(大连交通大学环境工程研究所,大连,116028)摘要在春季低温条件下,利用厌氧生物滤池、好氧生物炭滤池处理生活污水,比较两者的性能,探讨低成本处理生活污水的方法.结果表明,厌氧生物滤池停留时间为14h,COD的去除率可达83%;在滤速为014)112m#h-1范围内,好氧生物炭滤池的TOC去除率高于厌氧生物滤池,TN去除率低于厌氧生物滤池.关键词生活污水,厌氧生物滤池,好氧生物炭滤池.厌氧生物滤池和好氧生物炭滤池属于生物膜法的一种.厌氧生物滤池以填料做为厌氧微生物附着的载体,具有节能、易于建造、污泥产生量少和运行方便等优点,适合于小批量生活污水的处理,但厌氧滤池也存在诸如:系统运行不稳定、上流式滤床易堵塞,下流式滤床处理效率低等缺点.本文采用牡蛎贝壳代替传统的卵石、拉西环、波尔环等填料,并与高处理效率的好氧生物炭滤池联用,提高系统的稳定性.在春季低温(10e)16e)条件下,对二者进行细致的研究,探讨低成本处理生活污水的方法.1实验部分生活污水取自大连交通大学学生公寓排水口处,其水质如下:温度14)16e,pH7115)7188,COD310)620mg#l-1,TOC21217)21918mg#l-1,TN7618)8318mg#l-1厌氧生物滤池和好氧生物炭滤池均采用透明的有机玻璃柱加工.上流式厌氧生物滤池内径为150mm,柱高110m,内装高度017m的牡蛎贝壳填料,于高度018m处出水,顶端集气;上流式好氧生物炭滤池内径为200mm,柱高为016m,内装高度014m的颗粒活性炭填料,顶端溢流出水.原水储存于调节水箱内,由泵从厌氧生物滤池的底部打入,处理后由厌氧生物滤池的上端流出.为分别研究两者性能,将中间水池改为调节池,将低浓度污水从调节池泵入好氧生物炭滤池,处理水由滤池的上端溢流.污泥取自春柳河污水处理厂的消化池和二沉池,厌氧生物滤池采用投加活性污泥接种-间歇进水方式培养;好氧生物炭滤池采用投加活性污泥接种-闷曝-连续流培养.厌氧生物滤池接种污泥后,以24h为周期向厌氧滤池中加入较高浓度生活污水(COD560)600mg#l-1),以利于污泥增殖,连续运行25d后,系统出水基本稳定,挂膜完成.好氧生物炭滤池加泥后,闷曝24h,静沉后更换掉其中1/4的污水,逐渐增加污水量,6d后,发现活性炭表面吸附黄色絮状污泥,开始连续进水,12d后出水水质已经基本稳定.2结果与讨论211停留时间对COD,总氮和总有机碳去除效果的影响进水COD在560mg#l-1)600mg#l-1条件下,研究停留时间对COD去除效果的影响.由图1可以看出,水力停留时间为8h,厌氧生物滤池的COD去除率可以达到74%,停留时间为14h,COD去除率可以达到83%,但当水力停留时间从14h增加到16h,COD去除率提高不显著.在1期马传军等:厌氧生物滤池-好氧生物炭滤池联合处理生活污水71厌氧生物滤池的储气部分收集到的气体,可以用明火点燃,说明在此停留时间范围内,厌氧滤池中的产酸菌和产甲烷菌梯度分布合理[1],且在各自的适应范围内保持较高的活性,产甲烷过程进行顺利.停留时间在8h到16h之间,如图2所示,厌氧生物滤池对TOC的去除效果变化不大,去除率保持在42%)50%,但停留时间的增加对脱氮效果影响显著,去除率由28%增加到45%.原因可能是在适宜的水力停留时间,反硝化细菌的大量繁殖所致.含氮有机物在厌氧生物滤池内经过水解和产酸等反应过程,有机物中的氮被转化成氨,氨在厌氧条件下会积累,可是氨在厌氧条件下不会发生氧化反应.但进水中含有硝酸盐和亚硝酸盐时,就会发生厌氧脱氮反应,该过程由反硝化细菌完成.其原理是有机氮或蛋白质转化成氨的过程,而不是转化成硝酸盐,脱氮过程中硝酸盐或亚硝酸盐转化成氮气或氮的其它氧化物[2].较高的TN去除率间接说明生活污水中含有一定量的硝酸盐或亚硝酸盐.212滤速对COD、总氮和总有机碳去除效果的影响由图3和图4可知,随着滤速的增加,COD,TOC和TN的去除率均有降低的趋势.当滤速为114m#h-1时,COD的去除率大于66%.TOC的去除效果不十分理想,只能维持在30%左右;相比之下TN的去除效果较好,可以达到40%,甚至可达50%.说明虽然TOC的去除效果不佳,但有机物的含量与硝态氮的比值却十分合理,可以支持反硝化细菌的代谢作用,使脱氮反应较好的进行.213水力负荷对COD处理效果的影响水中溶解氧含量为3mg#l-1左右时,进水COD小于360mg#l-