CASS工藝處理高氨氮生活污水試驗

CASS工藝處理高氨氮生活污水試驗研究摘要：長期以來，高濃度氨氮一般出現(xiàn)在工業(yè)廢水中，處理這部分廢水大多采用物化和生化方法相結(jié)合的工藝或者完全物化工藝。但是，隨著人們消費結(jié)構(gòu)的變化，生活污水的高氨氮已經(jīng)成為一個不容忽視的問題，解決這一問題對于防止水體富營養(yǎng)化和解決水體環(huán)境污染問題具有重要意義。關(guān)鍵字：CASS工藝高氨氮生活污水試驗研究長期以來，高濃度氨氮一般出現(xiàn)在工業(yè)廢水中，處理這部分廢水大多采用物化和生化方法相結(jié)合的工藝或者完全物化工藝。但是，隨著人們消費結(jié)構(gòu)的變化，生活污水的高氨氮已經(jīng)成為一個不容忽視的問題，解決這一問題對于防止水體富營養(yǎng)化和解決水體環(huán)境污染問題具有重要意義。生活污水中氨氮的變化范圍一般在20～150mg/L，通常把氨氮濃度在80mg/L以上的生活污水稱為高氨氮生活污水。本試驗所研究的高氨氮生活污水濃度范圍在80～150mg/L。對高氨氮生活污水的處理研究可適用的范圍為：城市生活污水、小城鎮(zhèn)污水、高校生活污水、小區(qū)生活污水以及工業(yè)廢水。國內(nèi)外目前對于應用CASS工藝處理高氨氮生活污水的研究還處于起步階段，處理效果也不理想，脫氮率較低。研究如何將CASS工藝用于高氨氮生活污水的處理，充分發(fā)揮CASS工藝脫氮除磷效果好、耐沖擊負荷能力強、防止污泥膨脹、建設(shè)費用低和管理方便等優(yōu)點，對于促進CASS工藝的發(fā)展和改善水體環(huán)境具有現(xiàn)實意義。1.試驗裝置和試驗方法1.1試驗裝置試驗采用的CASS反應器如圖1所示：圖1

CASS工藝反應器結(jié)構(gòu)示意圖反應器尺寸大?。篖×B×H＝1000mm×320mm×450mm，分為缺氧區(qū)和好氧區(qū)兩個部分，其中缺氧區(qū)長度為200mm，好氧區(qū)為800mm。潷水部分采用絲杠套筒式潷水器，受PLC控制器控制。1.2試驗條件試驗原水取自某高校學生公寓樓前化糞池上清液。生活污水由廁所、廚房排水，洗浴水和其它污水組成，其中，廁所污水和廚房排水是生活污水的主要來源。污水中的NH3-N濃度高，濃度在90～120mg/L，占進水總氮的92％左右，COD濃度在400～900mg/L。試驗周期運行時間設(shè)定為4h，各階段時間分配一般為：曝氣120min，沉淀90min，排水20min，閑置10min。試驗采用均勻曝氣方式，每個周期的曝氣量保持不變，以曝氣期末端DO作為控制目標，試驗過程中末端DO一般控制為2.5mg/L。CASS工藝采用變?nèi)莘e運行，最高水位和最低水位的MLSS相差較大，系統(tǒng)內(nèi)的MLSS始終處于一個變化狀態(tài)。一般平均MLSS控制在4000～4500mg/L。2.試驗結(jié)果和討論2.1污泥負荷對脫氮的影響試驗分別采用HRT為12h和16h；周期運行時間為4h，各階段時間分配為：曝氣120min，沉淀90min，排水20min，閑置10min；以曝氣期末端DO控制在2.5～3.0mg/L?；亓鞅炔捎?50％。污泥有機負荷對各種物質(zhì)去除率的影響如圖1所示，NH3-N負荷對硝化和脫氮的影響如圖2所示。

圖1

有機負荷對各種物質(zhì)去除率的影響圖圖1表明，試驗中污泥有機負荷對各種物質(zhì)的去除均有重要影響。當污泥有機負荷低于0.25kgCOD/(kgMLSS·d)時，硝化率在96％以上，COD去除率為88％左右，而脫氮率在50～70％之間。當污泥有機負荷在0.18～0.25kgCOD/(kgMLSS·d)時脫氮效果最好，脫氮率在60～70％；當污泥有機負荷高于0.28kgCOD/(kgMLSS·d)時，COD去除率降低到80％以下，硝化率在50～80％，脫氮率在39～60％。秋秀圖擁2爛曉NH鬼3掀-透N仁負荷對硝化和擾脫氮的影響圖銳乒圖傭2膚表明滿，穿NH虧3詞-框N主負荷對硝化的盟影響較大，早當法NH疑3伶-抵N定負荷低絞于婚0.045k泛gNH傾3碧-N/(kg潑MLSS·d役)竹時，硝化率達誦到私9牛6申％以上，而搖當朱NH細3文-亡N槐負荷高勢于啄0.045k擇gNH致3移-N/(kg拍MLSS·d材)女時，硝化率明鄭顯下降，僅達程到省5衰0忘～獨8泳0執(zhí)％奧。卵NH吉3買-誼N咽負荷對反硝化潮的影響不明顯梨。襪2.2謝去回流比對脫氮安的影響覺分別采祖用毒5紛0毒％襖、瓣10秧0灶％件、桂15跨0叢％蜂、眨20酬0索％潮、掀25哄0出％五種回流比其進行對比試驗普。擔HR群T雁為顫16因h煌；周期運行時榜間均為姐4市h告，各階段時間丈分配為：曝揪氣濤120mi笨n內(nèi)，沉棉淀刪90mi勾n綁，排靜水鈴20mi腐n幻，閑乳置摔10mi止n踏；曝氣期末少端透D訊O臂控制扁在責2.四5木～哄3.0mg/抬L妥。蜜回流比試勞驗數(shù)據(jù)如旦表懷1犬所飯示周,

堪灰回流比對脫氮仁效果的影響曲傲線如池圖千3盜所示：芽任芒譯惑表芝1

去主回流比試驗數(shù)喂據(jù)表艱回流比％飄進諸水貝CODmg躬/L抽出曲水煙CODmg渣/L平CO眾D私去除率％喇進水總團氮杏mg/L周進障水樸NH啞3牢-Nmg/L繡出艷水疑NH備3眾-Nmg/L捏NH陰3屑-向N帥去除率％疼出肯水圖NO慧3影-Nmg/L堆脫氮率％消50黨485.56局34.44特92.91概105.75據(jù)97.29軟2.49綱97.44遲61.21濾39.76演100召518.33殃65.45洽87.37御118.15訓108.72買0.58灘99.49飾57.79手50.60菠150盼528.26螺61.90暖88.28課127.07雕116.91聰2.73慚97.68張44.73劫62.65患200矮479.49胖57.97加87.91離121.20跳111.54闊0.73訴99.36類54.47哈54.46僅250倍483.15伴35.39蔥92.68畢113.91鳳104.80馳0.82讀99.24寇55.83嫂50.29巷朱圖灶3

狼孔不同回流比對疏脫氮影響圖熱凝圖院3徑表明，當生活刺污水試驗的回疾流比夏從尺5惡0榜％峰到析25泰0城％以每遇次泊5貫0鍬％的速度遞增慢時，系統(tǒng)的脫租氮率呈現(xiàn)出先摸增大后減小的泡趨勢，當回流屠比增大刺到植15撿0性％時，系統(tǒng)的困脫氮率達到最酒大，其數(shù)值羊為乖62.6拾5那％陵，憶NH甲3災-絮N懲保缸持略9猜7誘％以上的去除年率倆，耍CO的D雄去除率也達悶到鍵8顧8些％以上。沸2.3繳上曝氣時間和溶靠解氧對脫氮的積影響煎改變曝氣費量以控制末印端遣D軌O劑，并改變曝氣遷時間，具體組掀合工況見幅表依2內(nèi)，蘇富幕表訓2筆灶簡試驗工況數(shù)據(jù)怖表剪工況秤曝氣產(chǎn)量臂(晃m鎮(zhèn)3砌/h)粘曝氣時鼠間熊(姓min)字沉淀時滅間山(晃min)訂1圓0.8賢120糧90撕2冷0.9嫁120的90撇3顫0.8厲150戒60進4癢0.7笑150裁60判5嚼0.6藥150賤60海試驗采來用渣HR董T殖為單16李h欺，回流比悟為轎15恩0蕩％。革相應的各浩工況一個周期綠內(nèi)末D續(xù)O慶變化曲線如云圖蜜4瘦所示。篇梢圖調(diào)4

遵掙各工況一個周失期復內(nèi)決D擋O疫變化曲線倚括圖病4努表明，當曝氣倡量和曝氣時間知發(fā)生變化時，棄各工況一個周栽期暈內(nèi)往D座O智的變化并不相潔同，但是各個行工況都表現(xiàn)出饑由小到大的一須個變化過程。奮五種工況陡的出水水質(zhì)情美況如躍表服3影所示。仰怕表件3

竭狐五種工況試驗巡結(jié)果數(shù)據(jù)表呀工況柿進鞏水靜COD(mg舞/L)唐出具水閘COD(mg皂/L)挖CO兄D配去除宇率秧(拴％淹)匪總銳氮喜(塌mg/L)融進酷水賊NH月3嘆-N(mg/灣L)喚出標水邊NH坡3梳-N(mg/炕L)錫NH域3幫-勞N副去除西率慧(唇％院)鄉(xiāng)出樹水孩NO全3族-N(mg/院L)彎脫氮愿率兆(煩％倡)字1澇565.50躲優(yōu)47.78跪91.55巡132.51際鐘121.91獻20.55懸83.14不36.26送57.13溝2以553.37窗眠41.10拳92.57惕151.36瞞徒139.25莖9.61亞93.10掘48.71冶61.47叔3為635.06鍵柏44.88醉92.93公136.88棚伏125.93導0性100.00蜜襪46.64慢65.93棕4享687.21禿元66.50蔬90.32色116.02御送106.74技15.89罩85.11崇30.00育60.45肅5梅542.07贈誕44.94社91.71幻105.64妄好97.19稈18.33鵝81.14蹲35.38串49.16盡相應砌的斧CO憲D攻去除率沸、趁NH院3庸-睛N史去除率和脫氮吉率比較如奏圖雁5掘所示。鳳客圖奪5

溪田五種工況試驗佳結(jié)果比較圖個抱圖不5量表明，五種工沾況下播，俯D價O資和曝氣時間的輔改變販對慌NH美3寶-晝N后去除率影響最坦大栽，答NH鞭3悄-撿N樹去除效果好的慕工況脫氮效果件也相應較好，攤硝化最好的工譯況折3民脫氮效果最好鑒，脫氮率達到云了止65.9驅(qū)3游％，而硝化率歲最低的工四況尖5后脫氮率則最低危，扁為魂49.1騰6譽％幫；洋D呀O絮和曝氣時間辜對蔽CO攻D殼去除率的影響煩則很小，各種慮工況散下糧CO延D波的去除率都達爺?shù)郊诹斯?0.3怎2削％以上，老從上述分尿析可知意，嚼D惜O迎的控制對脫氮廈效果的影響較風大。要取得好增的脫氮效果，帽首先要將硝化貢進行得比較徹緒底，膊而驢D鴿O淹對于硝化反應寇有著重要的影活響。試驗表明腐，適合于脫氮鼓的允D毅O撕濃度反映在兩吧個方面：一是閥曝氣階段的最曬低班D夸O催濃度必須達到釣一定水平，根巷據(jù)試驗，這個些最慮低槽D克O抱濃度水平談是嘗1.40m紙g/盜L津；二是曝氣期膨末嫂端罷D餡O蒙水平也要達到杏一個較高值，擇這個值的選擇邀范圍要寬一些臭，根據(jù)試驗結(jié)叫果鞭，哈2.救5寧～腎3.5mg艦/耕L戰(zhàn)的控制范圍比隊較合理。烘曝氣時間夸對脫氮的影響慌也是存在的，井試驗表明，要釀取得較好的脫晌氮效果，縮短僚曝氣時間就必售然需要增大曝葡氣量，即便如賭此，試驗中的教工榨況錘2宵和工雖況構(gòu)3漿的脫氮效果還琴是有差異，若窗工藝曝氣時間盜采用定時控制售，在選擇合適宮的曝氣量下，西應盡量選擇較包長的曝氣時間遷。瑞2.4CA完S輪S憤工藝曝氣時間視控制研究塵關(guān)商于屆D評O屋和曝氣時間對辭系統(tǒng)脫氮影響山的研究表明，屯曝氣時間可以翻根據(jù)污水處理喉的需要進行靈密活的選擇，但障是如何選擇最謙合理的曝氣時瓶間是下面試驗明需要討論的問送題。新對曝氣時壤間控制目的有伴三個：一是實存現(xiàn)計算機自動約控制；二是在盛保證出水水質(zhì)潮前提下盡可能畝節(jié)省運行費用薪；三是避免曝眨氣量不足或反半應時間過長而而引起的污泥膨正脹。午目弓前執(zhí)CAS等S棚工藝對曝氣時哄間的控制有兩秒種方法，即定濾時控制和實時張控制。嶄定時控制違是將曝氣時間站設(shè)定為某一固購定值。實時控賠制是采用現(xiàn)代僻監(jiān)測儀器對反或應時間進行控害制。一種是通夢過在轟線布CO恭D擁或往BO逼D鑄儀監(jiān)測污水，折一旦達到出水究要求即停止曝幸氣，這是最理稍想的控制方式鎮(zhèn)，但是對監(jiān)測探儀器的要求較盡高；另一種是政通殲過盲OR本P康、艷D殿O流、足p陣H槽儀來控制曝氣脅時間，由于曝桌氣期編內(nèi)淚CAS憤S避池勿的翅CO州D是、危NH圾3尤-芒N稱和乘NO獅3北-忽N訊等物質(zhì)濃度的猛變化冬與鋤OR矩P裁、效D趣O周和吵p罩H儲等值之間存在呀著一定的相關(guān)常性，這種相關(guān)虎性可有效地指敘導工程曝氣時刻間的控制。實怪時控制是目前脫研究和應用最刮為廣泛的方法袋，但是對于不磁同的水質(zhì)，曝著氣過程中的參惠數(shù)變化規(guī)律是干不同的，需要敲作具體的分析久。享試驗研究殿了壇D驅(qū)O旨與倒NH頌3勺-稀N父、字NO語3漲-連N腦和儉CO言D湊濃度變化的相簡關(guān)性，試驗數(shù)貍據(jù)來自認于錯2.兇3賊試驗的工隸況早3摔，試驗結(jié)果如辜下：嫁蛋租1鑒、一個周期妄內(nèi)煌NH齊3籃-瞧N蜓與歇D致O訓變化關(guān)系放一個周期致內(nèi)爭NH何3忍-包N歷與盡D本O賣變化關(guān)系如夢圖菊6頂所示。差完圖膏6及岡周期蔬內(nèi)賤NH貞3店-皮N顛與評D年O輔變化關(guān)系圖市寇圖額6渾表明尿，奇NH柏3該-時N療濃度表與咳D陶O呢在曝氣階段具酷有較好的相關(guān)皂性。在粗前降15mi男n睜內(nèi)象，紐NH爽3因-軍N徹濃度明顯升高往，跟而至D季O抓則急劇下降，丸隨重后雞NH監(jiān)3校-渣N隱濃度進入一個壺大幅下降的過弱程，辜而波D堆O燙則進入了一個版緩慢上升的過肅程，到筍第折100mi彈n撫時喚，五NH系3哥-纖N爽濃度下降到幾松乎為零，喘而啟D跟O已則進入了一個勵急速增長階段曾，一直持續(xù)到舞曝氣期歉末著D群O沈達耽到陪3.59mg映/賣L荒。和墨把2克、一個周期肯內(nèi)割NO錯3古-杏N智與身D斥O煤變化關(guān)系朽一個周期漏內(nèi)桶NO凡3衰-兩N調(diào)與捕D刃O豈變化關(guān)系如承圖北7掀所示。牛那圖盆7傾擦乘周期焰內(nèi)技NO撞3次-流N摩與日D誕O偏變化關(guān)系圖樓朝圖灰7堡表明邊，手NO藏3利-倒N圓濃度隆與驢D犁O膠在曝氣階段具憑有一定的相關(guān)狠性。在洗前撓20mi殘n搏內(nèi)伍，夕NO介3挽-膚N鏈濃度威和軟D漢O齡均是急劇下降撈，隨后二者均電進入一個緩慢你上升的過程，碑到只第閘100mi庭n嶼時裳，金NO商3愚-N拍儀濃度進入一個針穩(wěn)定階段，一擁直持續(xù)到曝氣閥期末。債試驗結(jié)果品表明榴，籌D笨O綱與今NH驗3漫-償N壺和粥NO單3情-宜N炸的濃度變化具振有一定的相關(guān)壟性。紗本試驗研絨究的主要問題葉在于處理過程僑中曝氣時間的爆控制，方從炮2.永3惠的五種工況的扎比較中可以看漂出，各工況最判大的區(qū)別在于等硝化反應的進吸行的程度，因役此，硝化進行垮得徹底，脫氮捕率就相應提高菌，故可以利屆用販NH騙3別-僻N抱和橫D肉O故之間的相關(guān)性五對曝氣時間進口行控制。3.結(jié)論濫倉勇1懷、污泥有機負捏荷控制麻在扇0.1倒8蓋～貿(mào)0.25kg綱COD/(k物gMLSS·戶d尾)佛左右，其反硝驅(qū)化效率較高，縮脫氮率可以達沫到呆6撿0傳～鬧7順0煌％。而當污泥曾有機負荷高標于凝0.28k晃gCOD/(慎kgMLSS傷·d棒)還時刮，犬C