鄭新 王平(,龍口市環境監察大隊 山東龍口 6570)
生物膜-活性污泥處理城市污水的中試研究
鄭新1王平2
(1,2龍口市環境監察大隊 山東龍口 265701)
在節能環保領域中,城市污水的處理多數采用活性污泥法,為了改善出水水質,需要在原工藝基礎上改造工藝,采用一種污泥齡短的強化生物膜與活性污泥相結合的新工藝,由于這是一個新的方向,因此需要在改造設計前進行實驗研究來觀察水處理效果。因此,改系統在去除污水化學需氧量和生化需氧量的同時,能有效地去除氨氮,總氮和總磷,實現節能環保的良好效果。
水力停留時間;生物膜;活性污泥;中試;節能環保
生物膜工藝處理城鎮污水出水水質好,生物膜法的原理是:生物膜生長的微生物分解和攝取污水中多種有機物,從而凈化水質。生物膜具有較大的比表面積,可大量分解和吸收廢水中的可溶性有機物,降低污水中有機物的濃度[1]。
傳統的活性污泥和生物膜法(MBR)是污水生物處理的兩個最主要工藝,但由于這兩種工藝都有一定的缺點,不能廣泛用于城鎮污水處理,因此,在現有活性污泥法法的基礎上,提高生物反應器中的活性,抑制了污泥膨脹,提高了系統運行的穩定性,這兩個應用程序的結合有重要意義[2]。生物膜活性污泥工藝是一種復雜的反應載體,即懸浮生長的活性污泥和生物膜共享廢水中有機物[3]。
環境微生物學中研究微生物生存的基礎是氣體、液體和固體三相。生物膜活性污泥工藝生物處理工藝是一項新技術,所以就需要進行試點測試,以檢查其操作,對污水處理廠進行改造,并在實驗中總結和積累經驗從而不斷改善實驗工藝,為未來的推廣和實施提供經驗。工藝流程圖如下圖1:
圖1 實驗工藝流程圖
在這項研究中,采用活性污泥生物膜相結合的技術,設計生化需氧量負荷為0.15Kg/Kg·d,MLSS的濃度范圍1600-2200mg/L,空氣和水的體積比例為六比一到十比一之間,活性污泥回流比將達到百分之百。實驗裝置如圖:
本實驗的測試儀器由普通鋼板焊接而成,外尺寸為長12米,3米寬。設備一般分為四個部分:主要部分為活性污泥和生物膜復合處理池,其外尺寸為長六米寬三米,水深為三米,其有效容積為60立方米。
實驗裝置開始運行,由復雜的生物處理裝置開始,第一個步驟是培養填料表面形成生物膜,俗稱掛膜,生物膜的形成有兩種方法,一種是自然的另一種是人工,當溫度適宜污水穩定時可采用自然法形成生物膜,當溫度低,水中有機質濃度不高時,要采用人工接種法掛膜。在形成生物膜的同時也要產生活性污泥。在生物膜產生后期觀察,如果觀察到有淡淡黃色的生物膜產生,并通過顯微鏡鏡檢發現有微型后生動物出現,這些現象標志著生物膜已經成功地產生。
3.1 復合工藝對懸浮物的處理效果
實驗運行初期進水懸浮物、出水懸浮物的最大值,最小值,平均值,中值情況見下表:
表1 運行初期進水、出水懸浮物情況表
實驗開始后運行初期進水懸浮物的最大值為368mg/L而出水懸浮物最大濃度為12.54mg/L,而隨著設備的運行,進水懸浮物濃度穩定在150~200mg/L之間。這時出水濃度基本穩定濃度在10mg/L左右。裝置穩定運行的出水懸浮物平均濃度為17.34mg/L,懸浮物的平均去除率為90%。達到了我國城鎮污水排放1級B的標準。
3.2 復合工藝對COD處理效果
實驗運行初期進水化學需氧量、出水化學需氧量的最大值,最小值,平均值,中值情況見下表:
表2 運行初期進水、出水化學需氧量情況表
實驗開始后運行初期進水化學需氧量的最大值為386mg/L,而出水化學需氧量最大濃度為47mg/L,而隨著設備的運行,進水化學需氧量濃度穩定在220~300mg/L之間。這時出水濃度基本穩定濃度在48mg/L左右。裝置穩定運行的出水懸浮物平均濃度為48mg/L,化學需氧量的平均去除率為85%。達到了我國城鎮污水排放1級B的標準。
3.3 提高效率,降低能耗。通過上述的分析可以看出,生物膜-活性污泥處理工藝可以使城市污水處理更為高效,剩余污泥量少,降低能耗,實現了中水回用的可持續發展。
復合生物反應器的脫氮除磷試驗表明,裝置實現了一體化的脫氮除磷效果。這種生物膜-活性污泥處理工藝采用分離式水處理系統,活性污泥工藝中水力停留時間短,從而提高磷的去除效果。生物膜處理工藝過程中,延長水力停留時間,促進生物膜的生長和繁殖,硝化細菌得到增殖,促進生物膜硝化和反硝化增強了氨氮和總氮的去除效果。因此,改系統在去除污水化學需氧量和生化需氧量的同時,能有效地去除氨氮,總氮和總磷。
[1]沈耀良,王寶貞.廢水生物處理新技術一理論與應用.第2版〔M〕.北京:中國環境科學出版社,2006.
[2]丁永偉,王琳,王寶貞,等.活性污泥和生物膜復合/聯合工藝在污水處理廠技術改造中的應用[J].給水排水,2005,31(12):41-45.
[3]趙慶良,劉淑彥,王現.復合式生物膜反應器中生物膜量!厚度及活性[J1.哈爾濱建筑大學學報.1999,32(6):39-43.
鄭新(1983.3—)男,漢族,本科,山東龍口人,助理工程師,主要從事環境監察工作。