一种低能耗污水处理技术_王翠兰

一种低能耗污水处理技术收稿日期:2005-09-28基金项目:建设部研究开发项目(04-2-067)作者简介:王翠兰(1952,4-),女(汉),吉林长春,实验师主要研究污水处理。王翠兰1,宋铁红1,高艳娇2(1.吉林建筑工程学院环境工程系吉林,长春130021;2.辽宁工学院土木建筑系辽宁,锦州121001)摘要:为研究低能耗污水处理技术,采用ABR(厌氧折流板)酸化反应器-两级人工湿地工艺处理生活污水。试验结果表明,本工艺对COD、BOD5、TN和TP平均去除率分别为92%、98%、29%、和64%,出水可以达到国家一级排放标准。该工艺适用于南方小城镇地区的污水分散处理。关键词:ABR酸化反应器;人工湿地;低能耗中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1009-8984(2005)04-0024-02环境保护和可持续发展是当今世界的主题。在我国欲想发展经济与环境保护并举,必须探索经济、有效的废水处理模式。本工艺就是以低能耗为宗旨的一种新型实用的污水处理技术。1处理工艺处理工艺(见图1)由水箱、ABR酸化反应器、两级人工湿地组成。其中,酸化反应器由挡板将反应器分成4个主体隔室,每个隔室容积9.7L,总容积39L,内设弹性立体填料。水流由于挡板的作用,在每个主体隔室内呈上升流。一级湿地和二级湿地均为砖混结构[1]。一级湿地设计为潜流型进水系统,由进水区和床体组成。进水区0.15m×0.93m×0.56m,床体3.34m×0.93m×0.56m。一级湿地总容积1.24m3,有效容积0.225m3,含水率18.15%。其中,进水区放置10cm高石灰石;床体底部为10cm石灰石,粒径2—7cm;中层为8cm厚大粒火山渣,粒径0.1—0.5cm;上层是14cm厚细砂,粒径0.1—0.3cm。在上层细砂中均匀种植芦苇。二级湿地1.25m×0.92m×0.53m,下行流进水。总容积为0.59m3,有效容积为0.075m3,含水率13.6%。内部填料材质与尺寸与一级湿地相同。图1酸化-人工湿地处理生活污水工艺流程图2工艺原理与特点根据城市生活污水的指标和人工湿地的处理特点,酸化预处理是常用的预处理过程,本试验采用厌氧折流板酸化反应器(ABR)。与其他工艺相比,它具有不短流、不堵塞、无须搅拌、易启动等特点。而且有较高的容积利用率和抗冲击负荷[2]。为了进一步提高ABR的性能,在反应器内增设弹性立体填料,以截流更多的生物量,尽可能提高反应器的容积负荷和处理效果。将厌氧处理作为各种生化处理的预处理,可提高污水的可生化性能,且降低后续生物处理的负荷。人工湿地对废水的处理,是物理、化学及生物作用协同影响的结果[3]。人工湿地成熟后,其填料表面吸附了许多微生物形成大量的生物膜,植物根系分布于床体中。废水流经时,其中SS被填料及植物根系阻挡截流,有机物质被填料吸附后,通过微生物的同化吸收和异化分解得以去除。在湿地床层中,由于植物根系对氧的传递释放,使其周围的微环境中依次呈现出好氧、缺氧及厌氧状态。所以废水中的氮、磷不仅能被植物及微生物作为营养成分直接加以吸收,而且还可以通过硝化和反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用,而得以从污水中去除。人工湿地属于自然处理技术的一种,是一种长期稳定、高效的污水处理方法,而且初建之后几乎不需要9/2524-25长春工程学院学报(自然科学版)2005年第6卷第4期J.ChangchunInst.Tech.(Nat.Sci.Edi.),2005,Vol.6,No.4ISSN1009-8984CN22-1323/N维护。由于系统通过对植物吸收太阳能,运行费用几乎为零,故其潜在的市场价值巨大。我国是发展中国家,开发节能型人工湿地技术符合国情。3中试结果与讨论试验结果如图2、图3、图4和图5所示。从图2可知,进水COD浓度为239—315mg/L,出水COD为8—41mg/L,出水COD平均值为25mg/L,COD平均去除率为92%,从图3可知BOD5进水109—171mg/L出水为2—4mg/L,出水BOD5平均值为3mg/L,BOD5平均去除率为98%。如图4所示,TN进水18—24mg/L,出水13—25mg/L平均值17mg/L平均去除率29%,从图5可知,进水TP1.5—2.2mg/L,出水0.1—1.0mg/L,出水平均值0.6mg/L,平均去除率64%。由图2、3可以看出COD、BOD5平均去除率92%、98%。出水平均COD为25mg/L,平均BOD5为3mg/L。试验结果说明本工艺对生活污水的处理效果良好,出水可以达到国家污水综合排放一级标准。图2COD进、出水与支除率曲线图3COD进、出水与支除率曲线4成本分析ABR酸化反应是低能耗的处理过程,人工湿地属于自然处理技术的一种。将二者有机结合,其关键在于各构筑物