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小型生活废水处理一体机

简要描述:

小型生活废水处理一体机于本装置处于地下,可以考虑将厌氧处理所产生的少量问题由导气管排出,这样就不存在臭气问题和燃烧爆炸的危险。

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小型生活废水处理一体机

小型生活废水处理一体机——材料与方法

  1.1 试验装置

EMBR曝气池的尺寸为1 500 mm×667 mm× 2 000 mm,有效容积为2 m3。反应器处理能力为200 L/h,水力停留时间(HRT)为10 h,污泥停留时间(SRT)为10 d。在曝气池的水面上放置塑料泡沫,利用塑料泡沫固定、种植水生植物,试验种植的水生植物为芦苇。在曝气池一侧安装PVDF中空纤维膜组件,膜孔径为0.2 μm。采用蠕动泵抽吸出水,运行方式为开8 min、停2 min。膜出水管上安装真空表,当真空表压力到达20 kPa时停止运行,对膜组件进行清洗。膜组件下方安装曝气头,提供微生物进行新陈代谢所必需的溶解氧,并利用气泡冲刷膜丝表面,控制膜污染。EMBR的工艺流程如图1所示。

1.2 试验方法

  采用EMBR处理某居民小区生活污水,每周从进水管和膜出水管中各取样3~4次,检测指标为COD、BOD5、NH3-N、TN和TP,试验周期超过3个月。将试验结果与曝气池中未种植水生植物的MBR进行比较,对EMBR去除有机物及营养物质的效能进行研究。

  试验期间,曝气池内水温介于16.5~22.8 ℃,DO为(1.0±0.2) mg/L,膜通量为10 L/(m2·h),芦苇生物量约为7 510 g/m2,芦苇根系附着的生物膜量约为 1 470 mg/L。曝气池内MLSS为3 670~3 810 mg/L,MLVSS为2 530~2 604 mg/L。试验期间原水水质情况见表1。

1.3 检测项目及方法

  COD采用重铬酸钾法测定,BOD5采用生化需氧量标准法测定,NH3-N采用纳氏试剂分光光度法测定,TN采用过硫酸钾消解-紫外分光光度法测定;TP采用钼锑抗分光光度法测定,MLSS、MLVSS采用重量法[5]测定。DO用溶解氧仪测定,pH由pH计测定。

  生物膜量的测定:取出所有芦苇,将根系上附着的生物膜清除下来,烘干、称重,所得质量与曝气池有效容积的比值即为生物膜量。芦苇生物量的测定:清除根系附着的生物膜后,将芦苇置于室温下晾至表面附着水消失,此时芦苇称重所得质量与曝气池有效平面面积的比值即为芦苇的生物量。

  2 试验结果与讨论

  2.1 对COD的去除效果

  试验期间MBR和EMBR对COD的去除效果均较为稳定,其中MBR对COD的去除率介于87.3%~92.8%,平均去除率为90.2%,EMBR对COD的去除率介于93.2%~97.2%,平均去除率为95.7%,可见EMBR对COD的去除效果明显优于MBR(见图2)。

2.2 对BOD5的去除效果

  生活污水的可生化性较好,试验期间MBR和EMBR对BOD5均表现出良好的去除效果,且去除效果均较为稳定。其中MBR对BOD5的去除率介于88.2%~93.8%,平均去除率为91.1%,而EMBR对BOD5的去除率介于94.1%~98.8%,平均去除率为97.3%。很明显,EMBR能够在MBR的基础上进一步去除生活污水中的BOD5(见图3)。

2.3 对NH3-N的去除效果

  由于膜分离技术的介入,MBR的HRT与SRT相分离,反应器可在较低的HRT与较高的SRT条件下运行,而较高的SRT有利于硝化细菌的生长,可提高反应器对氨氮的去除效果。考察了MBR与EMBR对NH3-N的去除效果,如图4所示。

由图4可知,MBR和EMBR均表现出良好的去除氨氮的效果,两者对NH3-N的去除率均超过90%。其中MBR对NH3-N的平均去除率为92.8%,而EMBR对NH3-N的平均去除率为97.3%。

  2.4 对TN的去除效果

  一般而言,生物脱氮过程可分为2个步骤,第1个步骤是在好氧条件下的硝化反应过程,第2个步骤是在缺氧条件下的反硝化反应过程。在普通好氧式MBR中,好氧条件下的硝化反应过程进行得较为彻底,反应器对氨氮的去除效果较好,但由于缺少缺氧环境,反硝化反应过程受到严重影响。因此好氧式MBR的脱氮效果较差。为了进一步提高MBR的脱氮效果,在试验过程中将DO控制在较低的水平(1.0 mg/L左右),期望能在活性污泥内部实现缺氧或厌氧微环境以实现同步硝化反硝化,然而从检测结果来看,MBR的脱氮效果仍然不是很理想。MBR与EMBR对TN的去除效果如图5所示。

由图5可知,MBR对TN的平均去除率仅为38.6%,脱氮效果较差,而EMBR对TN的平均去除率为48.7%,取得了较好的脱氮效果。

  2.5 对TP的去除效果

  考察了MBR与EMBR对TP的去除效果,如图6所示。

生物除磷过程也需要2个步骤,一个是厌氧条件下聚磷菌的释磷过程,另一个是好氧条件下聚磷菌的吸磷过程。由图6可知,MBR和EMBR均取得了良好的除磷效果,分析其原因应该与DO浓度较低、SRT较小有关,DO较低有利于在活性污泥内部和反应器局部形成厌氧微环境,而SRT较小则有利于及时排除高磷污泥。另外,试验结果同时显示EMBR的除磷效果稍优于MBR,MBR对TP的平均去除率为76.2%,而EMBR对TP

选择准则

1) 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求,经全面技术经济比较后优选确定。

2) 工艺选择的主要技术经济指标包括:处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和成本、削减单位污染物电耗和成本、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程度、总体环境效益等。

3) 应切合实际地确定污水进水水质,优化工艺设计参数。必须对污水的现状水质特性、污染物构成进行详细调查或测定,作出合理的分析预测。在水质构成复杂或特殊时,应进行污水处理工艺的动态试验,必要时应开展中试研究。

4) 积极审慎地采用高效经济的新工艺。对在国内首次应用的新工艺,必须经过中试和生产性试验,提供可靠设计参数后再进行应用。

工艺流程说明

污水经格栅去除大颗粒状和纤维状杂质后流入三级厌氧生物处理,整个系统设在地坪以下,污水进入后自动沿系统内特定结构,逐次流经厌氧发酵室、厌氧腐化室、厌氧过滤室和溪流氧化床,进行三级厌氧生物处理和溪流氧化处理。

污水的厌氧生物反应有以下四个阶段:

1、 水解阶段:大分子物质降解为小分子物质,固体物质降解为可溶性物质;

2、 酸化阶段:碳水化合物降解为脂肪酸;

3、 退化阶段:有机酸和溶解的含氮化合物分解为氨、胺和二氧化碳(CO2)、氮(N2)、甲烷(CH4)、氢(H2)以及少量副产品硫化氢(H2S)、硫醇、粪臭素和吲哚等,这些副产品是带有异味的气体混合物。本系统设专用排气管(或兼用建筑物雨水下水管),将反应气体导入高空排放。

4、 甲烷化阶段:甲烷菌将有机酸转化为沼气。不过,甲烷化阶段主要在较长的厌氧时间内发生,本系统只经过部分甲烷化阶段。

经过四个阶段的厌氧生物反应,污水中的大部分有机污染物被厌氧菌去除。你好后污水流过溪流氧化床,残留在污水中的可溶性(或半溶解性)的有机污染物,很容易在溪流氧化床中被好氧菌进一步分解而去除。

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