加壓生物接觸氧化法處理生活污水的試驗研究

1、加壓生物接觸氧化法處理生活污水的試驗研究論文 吳慧英黃晟施周周鑫輝摘要：加壓生物接觸氧化法通過簡單的“加壓方式有效進步了污染物去除率。處理生活污水的試驗說明，當壓力為0.2pa，停留時間為0.8小時，氣水比為3-4：1時，處理出水的D、BD5、SS等污染物濃度可到達一級排放標準。與常壓法相比，污染物去除率進步了10%-18%，停留時間僅為常規(guī)生物處理法的1/3-1/4。因此，該法具有處理效果好、處理時間短、占地少、適用性強、耐沖擊負荷的特點，特別適宜城鎮(zhèn)小區(qū)生活污水處理成套設施的建立。關鍵詞：加壓生物接觸氧化生活污水1、引言隨著城市的開展和城鎮(zhèn)開發(fā)區(qū)的建立，生活污水的比重不斷增大，生活污水源日

2、益分散，大規(guī)模集中污水處理廠的建立明顯滯后，為此，研究和開發(fā)處理效率高、投資盛占地少、見效快的生活污水處理技術和設備，對一部分生活污水就地處理，對加快我國城市污水處理步伐具有重要的意義。常規(guī)的城市污水生物處理工藝由于傳統(tǒng)供氧方式的供氧才能有限，氧轉移率不高一般為5%-15%，生物反響速率受到供氧的限制，處理設備龐大。加壓生物接觸氧化法12以簡單易行的“加壓手段,打破了生物處理中供氧受限制的問題，從而可大大進步生物氧化池內微生物的活性，增大活性微生物的量，進步生物反響速率，縮短生物反響時間，為小型生活污水處理成套設施的建立開拓一條新的途徑。2、試驗概況21試驗水質試驗用生活污水取自湖南大學職工生

3、活區(qū)下水道污水，試驗期間污水水溫為24-26，PH值為6.5-7.5，Dr為149.4-496.6g/l，BD5為74.81-236.8g/l，SS為118.0-249.6g/l，NH3-N為25.7-38.7g/l。22試驗工藝流程及方法試驗工藝流程如圖1所示，加壓生物接觸氧化反響柱為一不銹鋼管，內經為80，有效高度1.92，有效容積9.6升，內掛一根直徑約為70的組合式生物填料。氣體流量計和液體流量計均為LZB-4型玻璃轉子流量計，空壓機為ZB0.1/8型空壓機。圖1試驗流程示意圖1.貯是槽2.壓力水貯罐3.流量計4.壓力生物接觸氧化柱5.空壓機6.泥水別離器試驗時填料先在常壓下培養(yǎng)掛膜，

4、用污水處理廠二沉池的剩余活性污泥接種，并根據鏡檢生物相的變化控制掛膜條件，經7天培養(yǎng)后，生物膜呈黃褐色，鏡檢可見菌膠團質密、色澤透明，有大量鐘蟲，并已有一定的有機物去除率，說明生物膜已根本成熟，隨即將生物填料轉入壓力生化柱內，加壓開始正常運行，并按照?水和廢水監(jiān)測分析方法?中的標準方法定期取樣測定Dr、BD5、SS、NH3-N等指標，共累計了穩(wěn)定運行2個多月的試驗數(shù)據進展結果分析，每一數(shù)據均為12次以上測定結果的平均值。3、結果與討論31壓力對污染物去除效果的影響在進水量為6l/h，水力停留時間t=1.6h，曝氣強度即氣水比為4：1的條件下，考察了不同壓力對污水中Dr、BD5、SS去除率的影響

5、及壓力生化柱內溶解氧D濃度的變化情況，試驗結果見表1。表1不同壓力表壓下污染物去除率及反響器內溶解氧濃度壓力(pa)Dr(g/l)BD5(g/l)SS(g/l)D(g/l)進水出水去除率進水出水去除率進水出水去除率常壓283872.474.5%136524.7819%168840.875.8%2.10.1392.654.686.1%182.518.889.7%198.534.582.6%3.50.2389.228.892.6%188.611.194.1%173.415.491.1%5.50.3356.724.693.1%167.07795.4%209.115.0928%6.7由表1可看出，在氣

6、水比和停留時間一樣的條件下，污水中Dr、BD5、SS等污染物的去除率隨著壓力的增加而增加，與此同時，反響柱內溶解氧濃度也隨之升高。對于一定濃度的污水而言，有機物降解速率主要受生物動力學氧化速率及氧濃度控制，處理可生化性較好的生活污水，其生物動力學氧化速率主要取決于活性微生物量34。加壓生物接觸氧化法通過“加壓方式進步了污水中溶解氧濃度，增大了氧向生物膜內轉移的推動力，使溶解氧通過細菌細胞膜的速度加快，向生物膜內浸透深度增加，因此好氧生物膜增厚，生物膜活性進步，活性微生物量增多，有機物降解速率得以進步。在常壓生物接觸氧化法中，活性生物膜厚一般為2左右，加壓生物接觸氧化法活性生物膜厚可達5而不脫落

7、5?？梢妷毫ι吆?，污水中污染物去除率進步的關鍵原因在于加壓接觸氧化法能有效進步污水中的溶解氧濃度和生物膜活性，增加活性微生物量。表1還可看出，在不同的壓力范圍內，污染物的去除率隨壓力增加而增加的速率是不同的，在壓力由低向高變化的過程中，污染物去除率增加的速率逐漸減校對生活污水，當壓力由0.2pa表壓增加至0.3pa時，污染物去除率已增加不大。考慮到高壓對反響設備帶來的高要求以及高壓引起的能耗增加因素，可將壓力定為0.2pa。與常壓相比，當壓力為0.2pa時，污染物去除率進步了10%-18%，生物反響裝置內溶解氧濃度也大大進步，由2.1g/l上升到5.5g/l。32氣水比及溶解氧對污染物去除率

8、影響在一定壓力下，氣水比的大小直接影響了污水中溶解氧濃度的上下，從而影響處理效果。試驗考察了在水力停留時間t=1.6h，壓力分別為0.2pa和0.3pa條件下，不同氣水比時反響器內溶解氧濃度的變化及污染物的去除效果，試驗結果見表2、表3。表2壓力為0.2pa時，不同氣水比時反響器內溶解氧濃度及污染物去除率氣水比Dr(g/l)BD5(g/l)SS(g/l)D(g/l)進水出水去除率進水出水去除率進水出水去除率4：1389.228.892.6%188.611.194.1%173.415.491.1%5.53：1355.640.288.7%167.213.791.8%168.815.790.7%4.

9、92.5:1266.759.777.6%130.717.286.8%148.336975.1%2.8表3壓力為0.3pa時，不同氣水比時反響器內濃度溶解氧及污染物去除率氣水比Dr(g/l)BD5(g/l)SS(g/l)D(g/l)進水出水去除率進水出水去除率進水出水去除率4：1356.724.693.1%167.07795.4%209.115.0928%6.73：1251.720.991.7%165.411.393.2%170.114.491.5%5.42.5:1242.046.980.6%121.312.589.7%118.016785.8%4.5由表2、表3可看出，在一樣的壓力下，隨著氣水

10、比的升高，反響器內溶解氧濃度升高，污染物去除率也隨之升高；在不同的壓力條件下，為使污染物到達一定的去除率，使處理出水中D、BD、SS等主要污染物到達污水綜合排放一級標準，所需氣水比是不同的，壓力越高，所要求的氣水比就越校試驗說明，氣水比的選擇主要由反響器內溶解氧濃度決定，當溶解氧濃度到達某一值4.5g/l以上以后，再加大氣水比，污染物的去除率增加不多，而當氣水比過小時如當壓力P=0.2pa，氣水比為2.5：1時，反響器內溶解氧濃度及污染物去除率都會明顯下降，這再一次說明壓力生物反響器能進步生活污水中污染物去除效果的關鍵之一在于溶解氧濃度的進步。因此，實際應用中應根據水質情況，綜合考慮運轉費用和

11、處理效果，以溶解氧作為控制參數(shù)來選擇適宜的工作壓力和氣水比，運行中也可通過調節(jié)壓力和氣水比來滿足生物氧化對溶解氧的要求。所以，這種壓力生物接觸氧化裝置能適應水質、水量的變化，耐沖擊負荷。試驗說明，在壓力為0.2-0.3pa范圍內，采用氣水比為3-4：1時，能使反響器內溶解氧濃度維持在4.5g/l以上，經生化處理后水中主要污染物可到達污水綜合排放一級標準。33停留時間對污染物去除效果的影響在壓力為P=0.2pa，氣水比為4：1的條件下，考察了不同水力停留時間對污染物去除率的影響，結果見表4。表4不同停留時間下污染物的去除率時間hDr(g/l)BD5(g/l)SS(g/l)NH3-N進水出水去除率

12、進水出水去除率進水出水去除率進水出水去除率24333.922.093.4%143.26.295.7%154.511.792.4%35.512.863.9%16389.228.892.6%153.89.794.1%173.415.491.1%37.115.458.5%10222.630.986.1%116.811.490.2%150.416.389.2%25.712.949.8%08322.549.384.7%137.915.488.8%136.717.687.1%33.618.345.5%表4說明，污水中污染物去除率隨著停留時間的延長而增加，但其增加的速度逐漸減小，當停留時間為t=1.6以后，

13、再延長停留時間，處理水中D、BD、SS的去除率的變化不大，因為此時污水中的有機物濃度已相當?shù)汀Ｔ趬毫?.2pa時，壓力生物接觸氧化裝置處理生活污水只需0.8小時停留時間就能使處理出水的D、BD、SS等污染物到達一級排放標準，為常規(guī)生物處理法停留時間的1/3-1/4，從而大大節(jié)省了生化池容積。但當進水氨氮濃度較高時，使處理出水氨氮達標不超過15g/l所需停留時間要長些，本試驗為2.4小時，這是因為硝化反響要求很低的F/，且異養(yǎng)菌的最大比生長速率比自養(yǎng)硝化菌要大得多，只有當有機物濃度很低以后，硝化菌的比生長速率與異養(yǎng)菌相比足夠大時，硝化反響才能進展。4、結論(1)加壓生物接觸氧化法通過簡單的“加

14、壓方式進步了污水中污染物去除率,縮短了生化反響時間。其高效高速的關鍵原因在于有效進步了污水中的溶解氧濃度，增大了氧向生物膜內轉移的推動力和向生物膜內浸透深度，使生物膜活性進步，活性微生物量增多，有機物降解速率得以進步。而且可通過調節(jié)壓力和氣水比使加壓生物接觸氧化裝置內保持較高的溶解氧濃度來適應水質、水量的變化，耐沖擊負荷。2研究說明，加壓生物接觸氧化法處理生活污水，采用壓力為0.2pa表壓，停留時間為0.8小時，氣水比為3-4：1時，可使處理出水的D、BD5、SS等污染物濃度到達一級排放標準。與常壓法相比，在一樣的停留時間內污染物去除率可進步10%-18%，獲得一樣的處理效果到達一級排放標準停

15、留時間僅為常規(guī)生物處理法的1/3-1/4。因此，該法具有處理效果好、占地少、適用性強、耐沖擊負荷的特點，特別適宜城鎮(zhèn)小區(qū)小型生活污水處理成套設施的建立，對高濃度有機廢水的處理也有較好的應用前景。3與常壓法相比，加壓接觸氧化法的不同點是使用了壓縮空氣，在壓力條件下操作，由此增加了進水和進氣的能耗，但這部分多的能量在處理過程中可得到回收利用。生化柱頂部尾氣可引入前面的沉砂池或調節(jié)池進展預曝氣，生化柱出水溶有氣體，可采用氣浮進展固液別離，做到對空氣一次加壓屢次使用。參考文獻1明欲曉，曹敬華.加壓生物接觸氧化法的初步研究.中國環(huán)境科學，1991，112：147-1502曹中堃，等.加壓生物接觸氧化法處

16、理染料廢水.城市環(huán)境與城市生態(tài)，1993，63：10-143明欲曉，曹敬華.壓力生物氧化法處理印染廢水試驗研究.中國給水排水，1996，124：6-94明朗.煤加壓氣化廢水加壓曝氣生物處理研究.城市環(huán)境與城市生態(tài)，1998，112：17-195楊秀強，劉新亭.加壓生物接觸氧化處理增塑劑消費廢水試驗研究.環(huán)境污染與防治，1996，182：21-23ExperientalResearhnSeageTreatentbyPressurentatxidatinPressAbstrat:ThepressurebilgialntatxidatinpressPBaneffetivelyraisethepllu

17、tantrevaleffiienybysiplepressurizeday.TheexperientalresultsfseagetreatentshthattheajrpllutantdensitysuhasD,BD5,SSineffluentisquitegdteetiththefirstlevelftheNatinalasteaterdishargestandardhenthepressurebEing0.2pa,thetreatingtiebeing0.8hursandtheratibeteenairandasteaterbeing3-4:1.paredithnventinalpress,thepllutan