A2/O反应器与悬浮填料结合效果研究

来源 :安徽农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:marrylosa123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要 [目的] 提高A2/O工艺在污水处理方面的处理效能。[方法] 将悬浮填料投放到A2/O反应器的好氧池中挂膜,采用活性污泥启动法处理人工调配的模拟生活污水。[结果] 反应器稳定运行以后,进水 COD去除率可以达到90%以上;进水氨氮去除率最高可以达到98%以上;进水磷酸盐去除率稳定在88%左右。[结论] 悬浮填料式A2/O反应器的出水COD、氨氮和总磷均满足国家一级A排放标准。
  关键词 悬浮填料式A2/O反应器;生活污水;工艺参数
  中图分类号 S181.3  文献标识码
  A  文章编号 0517-6611(2014)32-11456-04
  Study on the Combination Effects of A2/O Reactor Combined with Suspended Carrier
  ZHANG Hongmin1, WANG Shuang2, WANG Shuli1* (1.School of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin, Heilongjiang 150040;2. Shanxi Earth Reclamation Environmental Engineering Co., Ltd., Taiyuan, Shanxi 030000)
  Abstract   [Objective] The research aimed to study the treatment effects on sewage treatment with Anaerobic-Anoxic-Oxic(A2/O)process.[Method] After the biofilm culturing of suspended filler in aerobic pool, A2/O reactor is used to dispose the artificially mixed wastewater, making use of activated sludge method.[Result] The results showed that after the suspended filler A2/O reactor running stably, the COD removal rate could reach 90%, the ammonia nitrogen removal rate could reach 98%, and the TP removal rate was steady at 88%.[Conclusion] The COD, ammonia nitrogen and total phosphorus of suspended filler A2/O reactor effluent could meet the emission standard of nationallevel A.
  Key words Suspended filler A2/O reactor; Domestic sewage; Process parameters
  传统A2/O工艺虽然已经较成熟,但是脱氮除磷效能始终是一个相互制约和联系的问题[1]。为此,该研究以传统A2/O反应器作为基础,投放悬浮生物填料,利用生物膜技术改进传统A2/O反应器的去除效能,以期实现磷和氨氮的同时高去除率,并对其他一些相关数据进行考量。
  1 试验装置与工艺流程
  1.1 试验装置
  悬浮填料式A2/O试验装置流程如图1所示。
  图1 试验装置流程示意
   反应器主体装置是一个实际指标为47 cm×31.5 cm×46 cm的反应箱,反应器主体反应箱内部被分成5个相对独立又相互连通的小反应器。污水利用蠕动泵,在可控流速的情况下引入反应器,依次流入厭氧池、缺氧池、好氧池Ⅰ、好氧池Ⅱ和沉淀池,其中好氧池Ⅰ、Ⅱ均加入了40%的填料[2],利用空气泵对反应器进行曝气。
  1.2 试验水质
  由于实际生活污水污染物浓度和成分变化波动较大,容易对反应器产生不可预知的后果,为了能使反应器迅速稳定地启动和运行,并在较短的时间内获得更准确和有价值的数据,决定采用人工调配的模拟生活污水对反应器进行测试[3]。模拟废水水质具体成分见表1。
  1.3 填料的选择
  悬浮填料式A2/O工艺核心部分就是在A2/O反应器的两个好氧池加入了填料作为微生物生长载体,试验选择聚乙烯塑料填料,填料外形为中空圆柱体,直径
  作者简介 张洪敏(1982- ),男,黑龙江齐齐哈尔人,在读博士,从事水土保持与荒漠化防治研究。*通讯作者,教授,博士,从事林业生态工程及恢复生态学方面的研究。
  收稿日期 20140928
  为10 mm,高10 mm,壁厚0.5 mm,外表面光滑,内部有三角形隔板,将填料内部分成3个小空间,其总比表面积为527 m2/m3,空隙率83.03%,堆积密度120 kg/m3,填料实物如图2所示。
  表1 人工配水成分 mg/L
  化合物浓度化合物浓度
  C6H12O6750COD300
  NH4Cl133.75NH3N35
  KH2PO415.35PO3-4P3.5
  NiCl·6H2O0.02CaCl21.3
  MnSO40.16MgCl2·6H2O8.9
  FeCl2·4H2O2.50ZnSO4·7H2O0.075
  CoCl2·6H2O0.085   1.4 分析项目及方法 检测方法参照国家环保局编写的《水和废水检测分析方法》(第四版)。检测项目包括COD、NH3N、NO3N、NO2N、TP以及pH;微生物相采用光学显微镜观察;生物膜量采用碱洗法分析[4]。
  图2 试验用填料
  2 悬浮填料式A2/O反应器的启动
  由于真实的生活污水浓度变化比较大,不稳定,为了使反应器能够迅速稳定地启动,填料能够成功快速挂膜,悬浮填料式A2/O反应器启动初期,采用人工调配的模拟生活污水进行驯化培养,采用污泥接种法启动反应器,接种污泥取自于污水处理厂二沉池污泥[5-6]。
  2.1 悬浮填料式A2/O反应器的污泥接种
  因为试验反应器进水是人工配水,悬浮污物SS很低,在这种情况下不利用接种污泥直接启动,启动周期将很漫长,可达几个月,而且出水水质很难在短时间内达到要求。所以该反应器启动采用污泥接种方法。悬浮填料式A2/O反应器的接种污泥取自于污水处理厂二沉池污泥。
  反应器启动阶段,先将人工调配的模拟生活污水从进水口引入,直至充满整个反应器,打开由好氧池Ⅱ到缺氧池的蠕动泵,实现好氧池和缺氧池的内循环及污泥回流。打开可调试气泵,向好氧池Ⅰ和好氧池Ⅱ中曝气,控制好曝气量,使好氧池Ⅰ、Ⅱ中生物悬浮填料呈流化状态,测得溶解氧在2.0~3.0 mg/L之间。这样闷曝72 h后,可见悬浮填料式A2/O反应器好氧池Ⅰ、Ⅱ中填料表面长出一层可以肉眼观察到的生物膜,整个反应器内的污泥也有大量增长,从而得知反应器内污泥基本接种成功,反应器基本启动,可以进行后续测试。
  在悬浮填料式A2/O反应器运行初期,出水浑浊,悬浮物较多,在运行7 d后,进水COD 310 mg/L左右,出水COD可以稳定在49 mg/L左右,去除率可以达到80%以上,在运行14 d以后去除率可以稳定在85%以上。7~14 d COD的进水、出水及去除率的关系如图3所示。反应器经过7 d的适应期,污泥驯化以及悬浮填料生物膜[7-8]接种基本成功,反应器开始稳定运行,去除率随之高效稳定[9]。
  图3 反应器启动初期COD进水、出水及去除率变化情况
  2.2 悬浮填料式A2/O反应器的生物膜培养及测定
  活性污泥引入反应器,连续运行3~4 d后,悬浮生物填料上形成一层薄薄的胶状物质,微生物开始繁殖,说明悬浮生物填料已经挂膜。
  挂膜期间,经常采样镜检,观察生物相的变化。图4左侧3颗填料是已经挂膜成功的悬浮填料,而右侧一颗填料是未挂膜的悬浮填料,很明显可以看到挂膜成功的悬浮填料表面有一层类似于油脂的生物膜,随着时间推进,可以明显地看见悬浮生物填料上的生物膜逐渐生长,变粗加厚;图5是将挂膜成功的悬浮填料与未挂膜的悬浮填料放置于静水中进行比较观察,左侧填料可清晰看到絮状生物膜;图6是在显微镜下观察到的悬浮填料上的生物膜。对反应器的生物膜生物量进行了测定,好氧池Ⅰ为5 675 mg/L,好氧池Ⅱ为5 550  mg/L。镜检发现反应器存在大量轮虫[10]、钟虫、漫游虫等,以上生物相[11]检测可说明反应器挂膜成功。
  图4 挂膜成功的悬浮填料与未挂膜的悬浮填料
  图5 水中挂膜成功的悬浮填料与未挂膜的悬浮填料
  图6 显微镜下填料上的生物膜
  3 结果与分析
  3.1 悬浮填料式A2/O反应器各指标特性
  3.1.1 悬浮填料式A2/O反应器对COD的去除特性。反应器对污水中有机物的去除能力是评定反应器性能的重要标准之一。在反应器运行初期,COD去除率較低,运行一个月左右,出水COD浓度逐渐小于50 mg/L,并持续降低,最低可以达到27.9 mg/L,最终稳定在28.4 mg/L左右,去除率达到90%以上,满足国家污水排放一级A标准,COD去除特性见图7。由图7可知,反应器启动期,由于反应器中污泥接种,微生物的建立及大量繁殖,COD曾经有一段时间被大量去除;反应器运行初期,悬浮生物填料挂膜缓慢,对反应器去除效果有一定的影响,COD去除效果不是很好,但是随着驯化时间的延续,去除效果逐步提高,并趋于稳定。
  图7 COD去除特性
   安徽农业科学                         2014年
  3.1.2 悬浮填料式A2/O反应器对氨氮的去除特性。
  反应器对氨氮的去除效果如图8所示,氨氮进水浓度在26.7~41.2 mg/L之间变化,进水氨氮浓度始终有一定的波动,但只有在反应器运行初期出水氨氮浓度较高,并且变化较大,当反应器稳定运行后,出水氨氮浓度能保持在0.3~4.7 mg/L之间,基本稳定在4.2 mg/L左右,去除率最低可达到88%以上,最高可以达到98%以上,反应器稳定运行期间,氨氮出水低于4.7 mg/L,满足国家排放一级A标准。
  图8 氨氮去除特性
  3.1.3 悬浮填料式A2/O反应器对磷的去除特性。
  悬浮填料式A2/O反应器的运行引入的是人工调配的模拟生活污水,配水中的总磷是用磷酸盐(KH2PO4)配制的。如图9所示,进水磷酸盐浓度在3.5 mg/L左右。随着反应器的稳定运行和进水量的不断增加,进水总磷盐去除率稳定在88%以上,最高可以达到90%,出水磷酸盐浓度始终小于0.43 mg/L,最低可达0.37 mg/L,满足国家排放一级A标准。
  图9 总磷去除特性
  3.2 参数的改变对悬浮填料式A2/O反应器处理效果的影响
  3.2.1 水力停留时间对悬浮填料式A2/O反应器处理效果的影响。   为了验证水力停留时间与反应器去除能力的关系,在悬浮填料式A2/O反应器运行稳定后,进行了若干次修改工艺参数的试验。
  试验主要思路是在反应器其他参数不变的情况,只改变水力停留时间[12],测定COD、氨氮等的去除率。结果表明,进水COD浓度保持在300~350 mg/L之间,氨氮在35 mg/L左右,水温保持在22 ℃左右,调整蠕动泵控制水力停留时间为1、2、4、6、8、10、12 h,HRT与COD去除率的关系如图10所示,HRT与氨氮去除率关系如图11所示。
  图10 HRT与COD去除率的关系
   由图10 可以看出,在水力停留时间为1 h时污水的COD浓度从321.51 mg/L减少到109.31 mg/L,去除率达到66%。此后随着水力停留时间的不断增加,COD的去除率也不断地提高,当达到HRT=8 h时趋于稳定,COD从325.61 mg/L减少为29.31 mg/L,去除率达到91%,随后随着水力停留时间的继续增加,COD去除率增加幅度减少,还有降低的趋势。
   由图11可以看出,在水力停留时间为1 h时污水的氨氮浓度从35.31 mg/L减少到23.49 mg/L,去除率達到33.5%。此后随着水力停留时间的不断增加,氨氮的去除率不断地提高,但是当HRT=8 h时趋于稳定,当水力停留时间继续增加时,氨氮的去除率虽然仍继续提高,但是提高幅度减少。可见HRT=8 h是比较合理的水力停留时间。
  图11  HRT与氨氮去除率的关系
  3.2.2 pH对悬浮填料式A2/O反应器处理效果的影响。
  悬浮填料式A2/O反应器有4个反应池,为了更好地考察污水在4个反应池的pH变化情况,进行2组试验。第一组试验,在进水pH不变的情况下,分别对悬浮填料式A2/O反应器的4个反应池进行pH测量;第二组试验,在保证其他参数不变,改变反应器的进水pH的情况下,考察反应器对COD的去除效果。
  图12 悬浮填料式A2/O反应器各反应池pH变化曲线
   由图12可以看出,进水pH是7.13,经过厌氧池后,pH略微降低为7.07,接下来在缺氧池,pH迅速上升到7.35,好氧池 Ⅰ pH继续升高到7.39,而好氧池 Ⅱ pH略微下降到7.36,最后出水的pH下降到7.24。基本反映了悬浮填料式A2/O反应器整个运行过程污水pH的变化规律[9]。
  图13 pH与COD去除率的关系
   由图13可以看出,在保证其他参数不变的情况,pH为7.09接近于中性时,COD的去除率最高,可以达到90.82%,而pH=6.27和pH=8.75时,反应器进水处于偏酸和偏碱情况,COD的去除率分别为84.21%和86.46%。这说明悬浮填料式A2/O反应器在接近中性的条件下去除率最好,偏酸或者偏碱的情况下,都会对反应器的去除效果产生影响。
  4 结论
  (1)悬浮填料式A2/O反应器启动一个月左右,即可以实现稳定的污水处理。pH在6.9~7.3之间,水力停留时间保持在8 h,温度在22 ℃左右,进水COD浓度在300~350 mg/L之间,COD出水可以稳定在28.4 mg/L,去除率可以达到90%以上;进水氨氮浓度在26.7~41.2 mg/L之间,氨氮出水浓度可以保持在0.3~4.7 mg/L之间,稳定在4.2 mg/L,去除率最高可以达到98%以上;进水磷酸盐浓度在3.5 mg/L左右时,总磷出水可以稳定低于0.43 mg/L,最低可以达到0.37 mg/L,去除率稳定在88%以上,最高可以达到90%。悬浮填料式A2/O反应器的出水COD、氨氮和总磷均满足国家一级A排放标准,实现了试验前的预期效果。
  (2)在不改变温度、进水污水成分、pH等参数的情况下,将水力停留时间HRT改变进行测试。随着HRT由1、2、4、6、8、10、12 h不断地提高,COD去除率也在不断地提高,当HRT=8 h时,COD去除率趋于稳定,COD从325.61 mg/L减少到29.31 mg/L,去除率达到91%,但是HRT继续增加,COD去除率增加幅度逐渐减小,还有降低的趋势。
  (3)在不改变温度、进水污水成分、HRT、pH等参数的情况下,对悬浮填料式A2/O反应器6段水质的pH进行测量,可以看到pH在反应器中呈先降低然后迅速升高再逐渐升高最后降低的变化规律。
  (4)在不改变温度、进水污水成分、HRT等参数的情况
其他文献
本文以叭物辩证法为指导,对微积分学理论中的主要思想及其思想方法进行初略的探讨。
针对建筑电气现行标准及施工图集中未涉及的机电安装工程中强电房、制冷机房、风机房、厨房等设备房的等电位联结,对其中尚不明确的部分,为避免漏电造成的安全隐患,特别是操
关乎"节能减排",建筑斜屋面又受市场青睐,为此,详细阐述了斜屋面系统中采用的页岩瓦安装施工技术,强调了页岩瓦的屋面铺设施工的关键技术,对今后类似的工程施工,具有一定的借鉴
根据工程实践经验,介绍水蓄冷系统中大型蓄冷罐的施工工艺流程以及罐体预制加工、组装焊接、群桅杆提升、沉降试验、防腐绝热的施工方法和质量保证技术措施。
近日,大江集团专用车公司自行设计的“举高车工作平台的机电液自动调平装置”顺利通过了国家专利局的审批,并获得“实用新型专利”称号。目前,举高车在向更高、更长以及混合臂发
摘要根据土地例行督察工作的特点,设立土地例行督察成果质量评估体系,采用层次分析法确定各指标的权重,并对评价指标进行了量化分析。通过构建土地例行督察成果质量评估体系规范土地例行督察工作的各个环节,提高例行督察成果质量,最终达到提高土地例行督察工作质量的目的。  关键词土地例行督察;成果质量;评估体系  中图分类号S27文献标识码A文章编号0517-6611(2014)28-09952-02  Con
近年来,沉积物中重金属的含量分布已作为评价水体环境的重要指标,探索建立沉积物重金属多元素同时分析的先进技术迫在眉睫。针对电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和X射线荧光光谱法(XRF)具有同时测定多种重金属元素、检出限低、分析结果准确等优点,结合国内外关于沉积物的相关标准方法以及ICP-OES/XRF/ICP-MS在沉积物重金属分析中取得的研究成果,
摘要 采用PHP技术、XML技术和数据库技术,基于B/S/D 3层架构设计完成的藏汉双语应急救灾专题数据库系统,涉及了从采集、加工、发布、检索到管理的专题数据库建设全过程,满足用户快速建立藏汉双语应急救灾数据库的需求,突破在藏区应急救灾过程中藏语与汉语信息沟通的障碍,为应急救灾争取时间,降低灾害损失;加强对数据库的质量控制,为应急救灾提供高质量的数据支撑。详细介绍系统研发所采用的PHP和XML等关
采石遗迹是劳动人民在长期的采石实践活动过程中所留下的痕迹,它见证着环境的变迁和社会的发展。浙江作为石材大省,自古开采以来,曾经历了多次兴盛和衰退,至今已发现多处采石