水解_交替脉冲曝气工艺处理城市污水研究_李德豪

第30卷第3期2007年3月环境科学与技术水解-交替脉冲曝气工艺处理城市污水研究李德豪1,2，陈少华1，陈举恩1（1.茂名学院，茂名525000；2.华东理工大学，上海200237）摘要：采用淹没式膜法水解-交替脉冲曝气系统对城市污水的处理效能进行研究，讨论了装置进水COD浓度变化对生活污水处理效果的影响、处理工艺沿程COD、NH3-N浓度变化状况、NH3-N的去除、水解对COD去除效果的影响以及进水COD/N比与反硝化的关系。研究表明，该系统能有效地去除COD和NH3-Ｎ。进水COD在450mg/L以下时，出水COD基本维持在60mg/L以下；进水NH3-Ｎ<50mg/L时，出水NH3-N<10mg/L。关键词：水解；交替脉冲曝气；城市污水中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1003-6504(2007)03-0092-03一直以来人们在探索一种经济而实用的污水处理工艺。近年来，出现了一系列新的污水处理工艺，如SBR[1]、AB法[2]、氧化沟[3]、A/O法和A2/O技术[4]、OCO工艺[5]以及厌氧-好氧交替工艺[6]等等。水解-交替脉冲曝气工艺是一种新型污水处理工艺，通过脉冲交替曝气形成好氧与缺氧环境。在好氧反应状态下，利用好氧菌分解有机物，并把NH3-N氧化成NOx-N；在缺氧反应状态下，异氧菌在一定的有机物浓度和缺氧的条件下，将NOx-N还原为N2。水解反应段的设置能改善污水可生化性。与其它工艺相比，该工艺具有能耗低、占地面积小、设备结构简单等优点。本研究主要对水解-交替脉冲曝气工艺的工艺特点及在城市污水处理中COD去除及氨氮降解的效能作初步的探讨。1试验部分1.1废水处理工艺流程该废水处理工艺流程如图1所示。先将废水泵入贮水池混合后，进入水解池。废水经过水解池处理后，进入交替曝气池处理后直接排入校内的排水沟。简易工艺为：贮水池→水解池→交替曝气池→外排。1.2废水来源及分析方法1.2.1废水来源试验分两个阶段进行。第一阶段探索COD、NH3-N等对工艺影响，为便于试验条件的探讨，采用模拟合成生活污水，合成污水水质拟合状况见表1。第二阶段采用某校园内排放的生活污水进行适应性试验，其水质变化情况见表2。表1配制生活污水水质拟合情况(mg/L)表2生活污水水质检测情况(mg/L)1.2.2检测指标及分析方法水温，温度计测定；pH值，620型笔式pH计及玻璃电极法测定；COD，重铬酸钾法；DO，碘量法和9010便携式溶解氧测定仪测定；TN，过硫酸钾-紫外分光光度法；NO3-N，电极法；NH3-N，电极法（具体见参考文献[7]）。1.3试验装置规格及微生物培养、驯化1.3.1装置规格池高50cm，有效水深为40.7cm。水解池总体积为112.6L，有效体积为91.7L，水解池水力停留时间为2.3h；交替曝气池总体积为451.4L，有效体积为367.5L，交替曝气池的水力停留时间为9.2h。1.3.2微生物培养驯化在微生物膜培养阶段，向装填好半软性弹性立体填料的水解池与交替脉冲曝气装置中加入少量活性污泥，并进行适量曝气，以加快生物膜的形成，通过逐步提高进水量的办法进行微生物膜的培养、驯化。待COD降解率达到80%以上时，逐步将污水进水量增至设计流量(40L/h)进行运行试验。2结果与分析2.1进水COD浓度对工艺运行的影响采用不同浓度的COD拟合生活污水进行有机物含量高低对工艺承受能力的影响试验，运行效果如图2。由图2可见，虽然试验过程中COD的浓度变化范围作者简介：李德豪(1964-)，男，教授，在读博士，从事水污染控制技术研究，（电话）0668-2923708（电子信箱）dehlee@163.com。指标水温(℃)pHCODNO3-NNH3-N结果26～326.6～8.4197～1274<1.08.01～53.2指标水温(℃)pHCODNO3-NNH3-N结果26～326.6～8.2159～348<1.028.2～71.692··DOI:10.19672/j.cnki.1003-6504.2007.03.035较大，从159mg/L直至1274mg/L，但有机物的去除效果均非常显著，具有较高的去除率，尤其是试验稳定之后，尽管水质变化幅度较大，但出水水质稳定，处理出水COD维持在60mg/L以下，说明此工艺耐冲击能力较强。2.2处理工艺沿程COD、NH3-N分布状况试验时选定某一曝气状态对处理工艺各工段的COD和NH3-N的沿程浓度分布进行测定。结果见图3和表3。由表3的结果可以说明，尽管在采样时4、6池均在曝气，但因刚从厌氧状态转向好氧状态，有机物消耗溶解氧速率较快，同时实验中亦发现4～6池的生物膜较厚，因此DO处于较低水平（<1mg/L），处于缺氧及半缺氧状态，而未曝气的5、7池则DO更低。表3DO、COD、