加压生物接触氧化法处理生活污水的试验研究

加压生物接触氧化法处理生活污水的试验研究3吴慧英黄晟施周周鑫辉提要加压生物接触氧化法通过简单的“加压”方式有效提高了污染物去除率。处理生活污水的试验表明,当压力为012MPa,停留时间为018h,气水比为(3～4)∶1时,处理出水的COD,BOD,SS等污染物浓度可达到一级排放标准。与常压法相比,污染物去除率提高了10%～18%,停留时间仅为常规生物处理法的1/3～1/4。因此,该法具有处理效果好、处理时间短、占地少、适用性强、耐冲击负荷的特点,特别适合城镇小区生活污水处理成套设施的建设。关键词加压生物接触氧化生活污水去除率3湖南省建设厅资助项目(编号为9901-15)。0引言随着城市的发展和城镇开发区的建设,生活污水的比重不断增大,生活污水源日益分散,大规模集中污水处理厂的建设明显滞后。为此,研究和开发处理效率高、投资省、占地少、见效快的生活污水处理技术和设备,对一部分生活污水就地处理,对加快我国城市污水处理步伐具有重要的意义。常规的城市污水生物处理工艺由于传统供氧方式的供氧能力有限,氧转移率不高(一般为5%～15%),生物反应速率受到供氧的限制,处理设备庞大。加压生物接触氧化法[1～2]以简单易行的“加压”手段,突破了生物处理中供氧受限制的问题,从而可大大提高生物氧化池内微生物的活性,增大了活性微生物的量,提高了生物反应速率,缩短了生物反应时间,为小型生活污水处理成套设施的建设开辟一条新的途径。1试验概况111试验水质试验用生活污水取自湖南大学职工生活区下水道污水,试验期间污水水温为24～26℃,pH为615～715,COD为14914～49616mg/L,BOD为74181～23618mg/L,SS为118～24916mg/L,NH3-N为2517～3817mg/L。112试验工艺流程及方法试验工艺流程见图1,加压生物接触氧化反应柱为一不锈钢管,内径为80mm,有效高度为1192m,有效容积为916L,内挂一根直径约为70mm的组合式生物填料。气体流量计和液体流量计均为LZB-4型玻璃转子流量计,空压机为ZB011/8型空压机。图1试验流程示意试验时填料先在常压下培养挂膜,用污水处理厂二沉池的剩余活性污泥接种,并根据镜检生物相的变化控制挂膜条件,经7天培养后,生物膜呈黄褐色,镜检可见菌胶团质密、色泽透明,有大量钟虫,并已有一定的有机物去除率,说明生物膜已基本成熟,随即将生物填料转入压力生化柱内,加压开始正常运行,并按照《水和废水监测分析方法》中的标准方法定期取样测定COD,BOD,SS,NH3-N等指标,共累计稳定运行2个多月,每一数据均为12次以上测定结果的平均值。2结果与讨论211压力对污染物去除效果的影响在进水量为6L/h,水力停留时间116h,曝气强度(即气水比)为4∶1的条件下,考察了不同压力对污水中COD,BOD,SS去除率的影响及压力生化柱内溶解氧(DO)浓度的变化情况,试验结果见表1。36给水排水Vol129No162003表1不同压力(表压)下污染物去除率及反应器内溶解氧浓度项目压力/MPaCODBODSS进水/mg/L出水/mg/L去除率/%进水/mg/L出水/mg/L去除率/%进水/mg/L出水/mg/L去除率/%DO/mg/L常压28318721474151361524178119168184018751821101139216541686111821518188917198153415821631501238912281892161881611119411173141514911151501335617241693111671071795142091115109218617由表1可看出,在气水比和停留时间相同的条件下,污水中COD,BOD,SS等污染物的去除率随着压力的增加而增加,与此同时,反应柱内溶解氧浓度也随之升高。对于一定浓度的污水而言,有机物降解速率主要受生物动力学氧化速率及氧浓度控制,处理可生化性较好的生活污水,其生物动力学氧化速率主要取决于活性微生物量。加压生物接触氧化法通过“加压”方式提高了污水中溶解氧浓度,增大了氧向生物膜内转移的推动力,使溶解氧通过细菌细胞膜的速度加快,向生物膜内渗透深度增加,因而好氧生物膜增厚,生物膜活性提高,活性微生物量增多,有机物降解速率得以提高。在常压生物接触氧化法中,活性生物膜厚一般为2mm左右,加压生物接触氧化法活性生物膜厚可达5mm而不脱落[5]。可见压力升高后,污水中污染物去除率提高的关键原因在于加压接触氧化法能有效提高污水中的溶解氧浓度和生物膜活性,增加活性微生物量。表1还可看出,在不同的压力范围内,污染物的去除率随压力增加而增加的速率是不同的,在压力由低向高变化的过程中,污染物去除率增加的速率逐渐减小。对生活污水,当压力由012MPa(表压)