农村污水处理的厌氧——跌水曝气工艺参数研究

2018年5月绿色科技JournalofGreenScienceandTechnology第10期农村污水处理的厌氧一跌水曝气工艺参数研究张震宇，谷俊杰，宁平，和弦。(1．昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650093；2．上海交通大学环境科学与工程学院，上海200240；3．云南兆泓环境工程有限公司，云南大理671000)摘要：针对农村生活污水处理特点，提出了一套占地面积小、脱氮除磷效果好但工艺流程简单、管理要求低、投资和运行费用省的“厌氧缺氧一跌水曝气”组合工艺。通过实验室小试试验对各单元参数进行研究，结果表明：厌氧单元采用2～3级简化型UBF厌氧反应；好氧单元采用5级跌水曝气，总跌水高度2．5m，相邻两池间的跌水高度0．5m；好氧回流比3O，回流至缺氧单元，可达到较理想的效果。关键词：农村；生活污水；厌氧缺氧一跌水曝气工艺中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674—9944(2018)10—0108—031引言农村生活污水存在以下特点：①建成区规模较小，居住分散，地势起伏，污水收集困难；②污水间歇排放，水质水量变化大；③难做到有效雨污分流；④现场管理粗放，缺乏维护资金和维护人才]。因此，造成很多污水处理工艺在农村地区运行效果不佳，运行不正常甚至无法运维的情况。同时，随着环保要求的提高，对农村污水处理的要求也在逐步提高，很多地区政府要求农村污水处理站出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。这就要求农村污水处理工艺必须具备占地面积小、脱氮除磷效果好但工艺流程简单、管理要求低、投资和运行费用省的特点]。目前，国内外农村生活污水的处理方法主要是生物处理方法和生态处理系统两大类。生物处理方法的机理是利用自然界存在的各种微生物的代谢作用，将污水中的有机物分解和向无机物转化，使污水得到净化，包括好氧处理和厌氧处理“]。采用传统的好氧生物技术处理污水需要消耗大量的能源，跌水曝气利用势能的转换实现复氧，与鼓风曝气、机械曝气相比，具有结构简商位水箱单、造价低、能耗小、易操作等特点，可以适应平原、丘陵和山区等多种地形特征，降低运行费用，减少T程造价，是一种低成本的曝气充氧方式。本研究为实验室小试试验，对“厌氧一缺氧一跌水曝气”组合工艺各单元参数进行研究，以提高该工艺脱氮处理效果为目标，力争实现工艺参数最优化。2小试装置在实验室搭建小试装置，通过模拟实验的方式确定各单元工艺参数。研究装置包括高位水箱、厌氧装置、缺氧池、跌水池和连接管，示意图见图1。各单元的配置如下。①高位水箱：1台，配置试验污水，PVC材质，有效容积为500L。②厌氧装置：多台串联，有机玻璃材质，高为1．5m，直径为0．2m，有效容积47L，内装弹性填料，用污水处理厂污泥进行接种。③缺氧池：1台，PVC材质，有效容积2OL，出口接蠕动泵。④跌水池：多台串联，PVC材质，有效容积2～4L，内装弹性填料，挡板可拆卸，下部支架高度可调。⑤连接管：PVC管。排泥图1小试装置示意收稿日期：2O18—05—02作者简介：张震宇(1980)，男，工程师，博士研究生，研究方向为环境科学与工程通讯作者：谷俊杰(1964一)，男，教授，博士生导师，研究方向为环境科学与工程。108张震宇，等：农村污水处理的厌氧一跌水曝气工艺参数研究环境与安全试验污水参考常见农村生活污水水质指标人工配置而成，COD浓度约为300mg／L，C：N：P为100：10：1。污水中COD的主要来源为葡萄糖，氮的主要来源为氯化铵、尿素，而磷的主要来源为磷酸二氢钾。3实验结果及讨论3．1厌氧反应器优化农村污水厌氧单元常用的工艺为厌氧接触工艺和折板式厌氧反应器，其占地面积大，厌氧效果不充分]。为了达到更好的厌氧处理效果，对几种厌氧工艺进行了比选，选择了升流式厌氧流化床工艺(UBF)[73，其优点是：①污泥浓度高，活性强；②污水与污泥接触充分，有机负荷高，处理量大；③占地面积小，适应性强，工期短；④无需混合搅拌设备，靠进水水流与发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动，运行费用低。但其也存在如下问题：①为保证出水水质需要性能优良的气、液、固三相分离器来阻挡气泡，分离污泥和沼气，由此也造成构造的复杂化，并占去了一定的容积；②当进水的浓度低或SS太高时会导致污泥大量流失，影响出水水质。根据其不足，我们做了如下改进：①进一步增大径深比，增大污水与污泥充分接触的时间，池底呈完全厌氧状态；②略去三相分离器，采用多级简化型UBF反应器串联的形式来实现气、液、固三相分离，简化工艺组件，并进一步增强厌氧效果和增大厌氧时间，减少污泥流失。见图2。出水一一，l|口排一排一泥＼【阴—J图2多级串联的简化型UBF反应器根据实验结果，①在保持水力停留时间HRT：10h条件下，