技术：黑水处理工艺

技术技术|黑水处理工艺黑水处理工艺随着循环经济和低碳经济理念的发展，集中式供排水理念越来越显现出局限性，基于污水源分离、分类收集和水循环利用的半集中式分质供排水理念越来越受到重视。生活污水根据来源分为黑水和灰水。国外的黑水定义有2种：一种定义为含有粪便物质的生活污水;另一种定义为厕所污水，包括冲厕水和粪便。半集中式处理系统中的黑水多指冲厕水，包括尿液、粪便(含手纸)和用厕冲洗水。灰水则指的是包括厨房、洗衣机、浴室、洗手盆所排出的污染程度相对较低的污水。生活污水中绝大部分的有机物和氮、磷等营养物(包括生活污水70%左右的COD,80%-90%的氮和50%-57%的磷)来自于黑水办公楼宇中的黑水来自卫生间的大小便和冲洗水，其悬浮态COD比例高，且氮磷大都集中于此，对这类高碳源、高氮磷污水的处理具有一定的难度。SBR具有工艺流程简单、造价低，运行费用省、良好的抗冲击负荷能力以及脱氮除磷效果，适用于小水量、间歇排放的的黑水处理。分段进水多级AO工艺能够充分利用进水中的碳源、碱度，强化生物脱氮效果，适宜处理C/N较低的污水。本研究将分段进水多级AO与SBR结合，即多级AO分时进水工艺，探讨其处理黑水的强化脱氮效果;与此同时，对比研究单级AO-SBR处理黑水的最大去除效能、外加碳源提高C/N对TN去除的作用，分析影响黑水TN和TP去除效果的主要因素，以期为黑水的达标处理排放提供参考。1、材料和方法、材料和方法1.11.1黑水的来源与水质特征黑水的来源与水质特征小试所用黑水来自图书馆和教学楼卫生间的排水经过1mm网筛过滤后所得，属于大小便和冲洗水，其水质状况见表1。表1实验所用黑水水质实验所用黑水水质实验所用黑水的水质波动很大，尤其是不同季节(旱季、雨季)的差异性很大，C/N和C/P均较低，污水的碱度平均仅889.2mg/L。1.21.2小试小试SBRSBR装置和运行方式装置和运行方式实验装置为圆柱体形状，高40cm，外径20cm，有效体积9L。进水、搅拌、曝气、沉淀以及排水均通过时间继电器调控，可自动进水和排水。单级AO-SBR实现方式:进水经蠕动泵从进水桶泵人装置，分为进水(10min)，搅拌，曝气，静沉，排水(10min);多级AO-SBR分为4个AO段，每个AO段包括进水(5min)与搅拌、曝气等步骤，四级AO反应结束后静沉和排水(10min)，每个周期共8h,SRT为15d。采用砂头曝气，DO控制在2-3mg/L。1.31.3测试分析方法测试分析方法测试指标包括CODsol,BOD5,氨氮(NH4+-N和NH3-N之和),TNsol,TPsol、浊度、电导率、碱度、pH、污泥浓度MLSS、污泥体积指数SVI等指标。测试方法参照《水和废水分析检测方法(第4版)》。1.41.4工况运行条件工况运行条件工况设计和运行参数见表2。表2实验工况设计和运行参数实验工况设计和运行参数2、结果与讨论、结果与讨论以每个工况稳定运行期间的实验数据来分析主要污染物的去除规律。2.1COD2.1COD的去除效果的去除效果如图1所示，6个工况的进水CODsol平均值分别为393,593,406,530,1058和711mg/L，出水CODsol平均值分别为158,238,98,95,123和168mg/L，平均去除率分别为57.3%,57.2%,75.2%、79.9%,88.1%和75.6%。HRT均为28h的条件下，冬季低温时出水的CODsol平均达到158mg/L，平均去除率仅有57.3%;夏季出水CODsol可降低到95mg/L，平均去除率为79.9%。从各工况的出水CODsol浓度看，均难以达到一级排放标准。田海涛等指出，SBR处理经水解酸化预处理后的粪便废水，出水仍残留部分难降解COD，不能满足排放要求。孙倩发现，粪便污水经厌氧、好氧工艺处理后，出水中残留的难降解有机物的COD为250-400mg/L，而BOD5仅30mg/L左右。HOCAOCLU等对黑水中的有机物分子质量分布、成分、生物降解性等分析结果表明，有68.4%的COD是颗粒态，可生物降解COD占95.1%，其中易生物降解的COD仅占14.7%，而溶解性惰性COD占3.7%，颗粒状惰性COD占1.1%。从表1可以看到，黑水的COD.达到1627mg/L，推算惰性溶解态COD为60.2mg/L，再加上难降解COD的比例，单纯采用SBR处理，出水很难达到一级标准(不超过60mg/L)。至于黑水与灰水和厨房废水混合所组成的生活污水经过生化处理后COD可降低到40mg/L左右或更低，主要是因为黑水仅占生活污水的30%左右，其难降解有机物被稀释;此外，灰水和厨房废水的易降解有机物多，微生物可利用这部分有机物通过共代谢等方式去除一部分黑水的难降解成分。2.22.2氨氮的去除效果氨氮的去除效果黑水的