蕪湖市IC厭氧反應(yīng)器優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)廠家

蕪湖市IC厭氧反應(yīng)器優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)廠家

城市綜合污水處理技術(shù)

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，城市綜合污水由高濃度氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的生活污水和工業(yè)廢水組成，水質(zhì)已不再是傳統(tǒng)意義上的“市政污水”，污染物組分復(fù)雜，難以降解。另一方面，隨著水污染問題日益被重視，尤其是2006 年國家推行節(jié)能減排以來，對城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)提出了更高的要求，逐步開始執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級標(biāo)準(zhǔn)。目前我國大部分污水處理廠采用氧化溝、A2/O、SBR等傳統(tǒng)工藝的活性污泥處理方法，出水僅能達(dá)到GB18918-2002 二級標(biāo)準(zhǔn)。因此，污水處理廠在污水處理工藝上都進(jìn)行了新的探索，以使出水滿足更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

膜生物反應(yīng)器（MBR）是將傳統(tǒng)的活性污泥法與膜過濾工藝相結(jié)合的一種污水處理工藝，具有占地面積小、出泥少、出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。隨著MBR 及其組合工藝研究的不斷深入，使得其在中大型污水處理廠中實(shí)際運(yùn)用變?yōu)榭赡?。本?shí)驗(yàn)主要研究了用水解酸化—膜生物反應(yīng)器（MBR）相結(jié)合的工藝處理含有大量印染廢水的城市綜合污水，使水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A 標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1. 1 工藝流程

本實(shí)驗(yàn)的工藝流程為原水經(jīng)過格柵、初沉池后進(jìn)入水解酸化池，進(jìn)行反硝化。污泥混合液由泵提升到MBR 中進(jìn)行好氧反應(yīng)，并通過膜片過濾后出水，從而使終出水達(dá)到排放的要求。其工藝流程如圖1 所示。

圖1 中試水解酸化—MBR 法聯(lián)合工藝流程

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)中，MBR 系統(tǒng)內(nèi)置膜元件是TO-RAY公司生產(chǎn)的TMR140 系列的平板膜。該膜片主要用于膜生物反應(yīng)器，膜片具體參數(shù)為：平板式膜，膜孔徑0.2μm，過濾方式為錯(cuò)流抽吸過濾，膜材料為PVDF+PET 無紡布，框架材料為ABS 樹脂。MBR 系統(tǒng)為外形1m×1m×2.5m的箱體，有效水深2m，運(yùn)行由PLC 自動(dòng)控制。系統(tǒng)每片模的設(shè)計(jì)出水水量為600 L/h。采用真空泵出水，流量2m3/h，揚(yáng)程14m，轉(zhuǎn)速2 800 r/min，功率370 W。出水真空泵為間歇運(yùn)行，運(yùn)行8.5min 停1.5min。系統(tǒng)曝氣量設(shè)定為10~15m3/h，風(fēng)機(jī)采用三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速1000 r/min，流量20m3/h，功率750 W。

1.3 原水水質(zhì)

本實(shí)驗(yàn)為中試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用原水為嘉興某污水處理廠初沉池出水，水質(zhì)指標(biāo)為COD 200~450mg/L，BOD 50~120mg/L，SS 110~350mg/L，NH4+-N 15~45mg/L，TN 25~65mg/L，TP 3.6~18.5mg/L。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，向水解酸化池和MBR 系統(tǒng)中接種污泥，接種污泥的混合液發(fā)揮性懸浮固體（MLVSS）質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到40％左右，考慮到接種污泥活性較低，接種量約為懸浮固體（MLSS）200mg/L。而后MBR 系統(tǒng)進(jìn)行悶曝，期間每天向裝置內(nèi)添加葡萄糖、碳酸銨和磷酸二氫鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，5d 后啟動(dòng)試驗(yàn)裝置。經(jīng)過60 d 的連續(xù)運(yùn)行，MBR 系統(tǒng)污齡為90 d，回流比為200％，每天處理水量為12m3。

1.5 測定項(xiàng)目與方法

各工藝環(huán)節(jié)測定項(xiàng)目包括pH、SS、COD、TN、NH4+-N、TP、色度等，均采用國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法以及國家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》提供的方法進(jìn)行測定。其中COD 測定用重鉻酸鉀法，色度測定用稀釋倍數(shù)法，TN 測定用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，TP 測定用鉬酸銨分光光度法，NO3--N 測定用紫外分光光度法，NH4+-N測定用納氏試劑分光光度法；NO2--N 測定用分光光度法；混合液懸浮固體（MLSS）、MLVSS、SS 測定用重量法，pH 值用pH 試紙測量，DO、pH 和溫度測定用儀器法（WTW Oxi Level2 便攜式溶解氧儀）。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

原水經(jīng)水解酸化—MBR 系統(tǒng)處理后，COD、SS、NH4+-N、TN 和色度出水水質(zhì)均能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A 標(biāo)準(zhǔn)，各污染物去除率也高于傳統(tǒng)的活性污泥法。

2.1 污泥性狀變化

為了考察水解酸化—MBR 反應(yīng)器中微生物膜隨啟動(dòng)時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化，本研究定期對污泥取樣，用掃描電鏡考察污泥中的微生物相的情況。

與常規(guī)活性污泥相比，正常運(yùn)行MBR 中的污泥形態(tài)比較松散，無較明顯的絮狀形態(tài)，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因有兩種：一是MBR 中曝氣量過大，將污泥絮狀結(jié)構(gòu)催散；二是MBR 中MLSS 較高。污泥處于內(nèi)源呼吸階段，很難形成絮狀結(jié)構(gòu)。

2.2 對SS 的處理效果

MBR 膜本身空隙較?。?lt;0.2 μm），因此對懸浮物的去除也主要依靠過濾作用。系統(tǒng)啟動(dòng)之初MBR 對SS 的去除率僅為83.1%，這是由于啟動(dòng)階段因膜面沉積層尚未形成，系統(tǒng)對懸浮物的去除主要依靠膜孔的截留作用，即膜的篩濾作用，MBR 系統(tǒng)膜組件與管路連接部位存在微小間隙，導(dǎo)致SS通過。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，MBR 系統(tǒng)穩(wěn)定后，隨著截留物質(zhì)的增多，膜上逐漸形成凝膠層，此時(shí)對SS 去除貢獻(xiàn)來源于這層凝膠層。出水SS 保持在0.5~3.0mg/L。這說明，正常運(yùn)行后MBR 膜對SS 的截留機(jī)理發(fā)生變化，在泥水分離過程中膜實(shí)際起了骨架作用，膜表面凝膠層對小分子物質(zhì)的截留往往具有不可替代的作用。膜面形成的沉積層協(xié)同膜的截留作用，提高了對懸浮物的去除率。

2.3 對COD 的去除效果

MBR 對有機(jī)物的去除主要來自兩方面的作用：一是生物反應(yīng)器對有機(jī)物的降解；二是膜的截留，大分子物質(zhì)及懸浮物被截留于反應(yīng)器后可比傳統(tǒng)活性污泥法獲得更多的與微生物的接觸時(shí)間和機(jī)會(huì)，同時(shí)膜的截留也有助于某些專性微生物的培養(yǎng)，進(jìn)而提高對有機(jī)物的去除率。

此外，在系統(tǒng)啟動(dòng)后的* d 生物反應(yīng)器對COD 的去除率相對較低，COD 去除率均在70%以下。經(jīng)過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，微生物種類和數(shù)量較少，且微生物在污水中的運(yùn)動(dòng)性較差。在此階段，對COD 的去除主要是依靠膜的截留作用，有機(jī)大分子物質(zhì)和懸浮物被截留下來，而有機(jī)小分子物質(zhì)和可溶性的有機(jī)物沒有被去除。隨著時(shí)間的增加，反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度和活性都逐漸升高，生物降解發(fā)揮作用，從而使COD 去除率得到提高。系統(tǒng)穩(wěn)定后，COD 去除率>89.90%，雖然進(jìn)水COD 在200~450mg/L 之間波動(dòng)，但出水COD 穩(wěn)定在40~50mg/L 之間。運(yùn)行后期，由于水解酸化工藝段微生物體系的成熟，提高了進(jìn)入MBR 系統(tǒng)污水B/C 值，更加有利于MBR 反應(yīng)器微生物生物降解作用，出水COD 進(jìn)一步降低到20~35mg/L。

2.4 對NH4+-N的去除效果

膜分離使微生物*被截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度，并且膜的截留作用防止了硝化菌的流失，給生物反應(yīng)器內(nèi)的增殖緩慢的硝化菌的保持高濃度創(chuàng)造了有利的條件，從而大大提高了硝化效率。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，出水NH4+-N接近于零。MBR 內(nèi)去除NH4+-N 主要靠硝化菌的硝化作用，考慮到MBR 膜片的反沖洗要求，MBR 生物反應(yīng)器內(nèi)溶解氧（DO）高于普通活性污泥法反應(yīng)器，本實(shí)驗(yàn)過程中MBR 內(nèi)DO 值一直保持在5mg/L 左右，在MBR 內(nèi)形成良好的好氧環(huán)境，利于硝化菌通過硝化作用去除NH4+-N。另外，MBR正常運(yùn)行時(shí)MLSS 高達(dá)24.0 g/L 左右，MBR 內(nèi)微生物，尤其是硝化菌群量大也利于NH4+-N去除。該工藝運(yùn)行期間NH4+-N去除效果較好的另一個(gè)原因是該工藝污泥齡較長，為90 d，時(shí)間較長的亞硝化菌和硝化菌得以富集，使得系統(tǒng)具有較強(qiáng)的硝化能力。

2.5 對TN 的去除效果

污水處理廠出水TN 主要包括NH4+-N、NO3--N和NO2--N。實(shí)驗(yàn)期間出水NH4+-N一直較低，NO2--N 也較低（為0.02~0.08mg/L），出水TN 以NO3--N為主，影響出水NO3--N濃度的主要因素為進(jìn)水C/N 和水解酸化池HRT。系統(tǒng)啟動(dòng)初期，由于水解酸化系統(tǒng)反硝化菌群尚不成熟，TN 的去除率較低；水解酸化系統(tǒng)內(nèi)MLSS 提高后，TN 的平均去除率有所提高，通過增加水解酸化池有效容積延長HRT后，此時(shí)TN的去除率進(jìn)一步提升。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，TN的去除依賴于水解酸化工藝。

2.6 對TP 的去除效果

整個(gè)運(yùn)行階段中，TP 的去除率雖隨著MLSS增加略有增加，但出水TP一直在1.8mg/L 以上。MBR為獲得理想的硝化效果須有較長的污泥齡。而除磷過程必須短泥齡運(yùn)行，因此脫氮和除磷在泥齡選擇上存在矛盾；在釋磷和反硝化過程中存在對碳源的競爭，因此同樣難以同時(shí)達(dá)到脫氮除磷效果。MBR 工藝低的有機(jī)物負(fù)荷，高的回流污泥比和污泥齡，適于硝化反應(yīng)，但高的回流比使水解酸化池中一直大量存在NO2--N 和NO3--N，反硝化菌與聚磷菌同時(shí)存在，兩者形成競爭關(guān)系，導(dǎo)致聚磷菌無法厭氧釋磷，從而在NBR 中無法實(shí)現(xiàn)耗氧吸磷?？梢姡肕BR 實(shí)現(xiàn)TP 較好的去除，需要解決NO2--N和NO3--N濃度過高的問題以及釋磷效果及污泥齡過長的問題。具體可以通過平衡硝化與反硝化時(shí)間，直至NO2--N和NO3--N濃度降低，并投加適量的碳源，同時(shí)調(diào)節(jié)MBR 的污泥齡到合適的值，或者采用協(xié)同化學(xué)除磷的方式（即投加FeCl3、AlCl3及聚合氯化鋁等化學(xué)除磷絮凝劑，在排泥的同時(shí)實(shí)現(xiàn)除磷）等。

2.7 對色度的去除效果

MBR 系統(tǒng)啟動(dòng)之初，色度去除率就達(dá)75%，系統(tǒng)穩(wěn)定后，色度去除率達(dá)到87.5%以上。經(jīng)分析，這是膜的截留作用和生物降解作用的結(jié)果，帶有顏色的大分子物質(zhì)和懸浮物被截留下來，微生物將部分有機(jī)物降解使其脫色，從而降低了出水色度。

3 結(jié)論

利用水解酸化—MBR 工藝處理城市綜合污水，除TP 外，出水COD、NH4+-N、TN 指標(biāo)符合GB18918-2002 一級A 標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)對MBR 出水再采用一定的強(qiáng)化除磷措施（如投加化學(xué)除磷藥劑等）。

水解酸化—MBR 工藝是處理城市綜合污水的一種可行方案，在實(shí)際運(yùn)用中還需注意膜污染的問題，以延長裝置使用壽命。

農(nóng)村生活污水的特點(diǎn)：廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水，這些用水分散，農(nóng)村沒有任何收集的設(shè)施，隨著雨水的沖刷，隨著地表流入河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體，其中有機(jī)物含量大是其主要的特點(diǎn)。

農(nóng)村污水處理方法：

1.1高效藻類塘

高效藻類塘（highrate algae pond，hrap）是由美國加州大學(xué)伯克利分校oswald教授提出并發(fā)展的，試驗(yàn)流程見圖1。高效藻類塘內(nèi)存在的菌藻共生體系，使塘內(nèi)溶解氧濃度較高（保持好氧狀態(tài)），而ph值則存在周期性變化；對cod的平均去除率可達(dá)70%，氨氮主要通過硝化作用去除，去除率＞90%， 磷酸鹽主要通過沉淀作用去除，去除率為50%。李旭東等采用高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水，codcr的平均去除率在70%以上，氨氮（nh3及tn）的平均去除率高達(dá)93%，磷的平均去除率為55%；陳鵬采用高效藻類塘處理城市生活污水，取得了穩(wěn)定的處理效果:codcr，bod5，nh3，tn和tp的平均去除率分別達(dá)到75%，60%，91.6%和50%。

高效藻類塘與傳統(tǒng)穩(wěn)定塘相比，既有運(yùn)行成本低、維護(hù)管理簡單等優(yōu)點(diǎn)，又克服了傳統(tǒng)穩(wěn)定塘停留時(shí)間過長、占地面積大等缺點(diǎn)，在處理農(nóng)村及小城鎮(zhèn)污水方面具有廣闊的應(yīng)用前景。目前已在太湖地區(qū)建立了高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水的實(shí)驗(yàn)研究。

農(nóng)村污水處理方法：

1.2生物濾池

生物濾池（biological aerated filter，baf）是一個(gè)相對較新的水處理工藝，其大的特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池，厭氧水解—高負(fù)荷生物濾池處理系統(tǒng)集初沉池、曝氣池、污泥回流設(shè)施以及供氧設(shè)施等于一身，大大簡化了污水處理流程。該工藝運(yùn)行管理十分方便，并能承受較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷，對于我國的農(nóng)村污水處理有著特別重要的意義。有關(guān)研究表明，厭氧酸化—高負(fù)荷生物濾池處理系統(tǒng)的cod去除率高達(dá)75%～85%，bod去除率高達(dá)85%～95%，ss去除率高達(dá)85%～ 95%。生物濾池工藝流程見圖2。