1、生物膜+A2 / OX藝處理生活污水的試驗(yàn)研究 JFig-1 Tlie diagi-ajm of biological dLeiixti'ificaiioii生物脫氮原理仃機(jī)氮蛋口弧 廉疾、往d癥等Fig-1 Tlie diagi-ajm of biological dLeiixti'ificaiioiiFig-1 Tlie diagi-ajm of biological dLeiixti'ificaiioii門機(jī)氮細(xì)I和増氏MM <nh3-n >d蝕険.冊(cè)她LJ細(xì)佝分水軸門洛和I'韻包化、聞曲匕；xW-tFig-1 Tlie diagi-ajm o

2、f biological dLeiixti'ificaiioii、11«總(NO-N )氮r <n2)辰氮 <NO3-bT)仃機(jī)氮圖2 生sltrMjkit程簡(jiǎn)圖生物除磷原理生物除磷是利用活性污泥中聚磷菌 一類的微生物，超量地從污水中攝（ 取磷，將磷以聚合形態(tài)貯存在菌體 內(nèi)，形成高磷污泥，通過(guò)排出剩余 污泥到系統(tǒng)外，達(dá)到從污水中除磷 的效果。Fig-1 Tlie diagi-ajm of biological dLeiixti'ificaiioii生物除磷的影響因素溶解氧厭氧區(qū)硝態(tài)氮溫度 pH值 BOD負(fù)荷污泥齡:厭氧停留時(shí)間 污水治理的重點(diǎn)是探索在高效去

3、除有機(jī)物的同 時(shí)達(dá)到較好的脫氮除磷效果的改良工藝。:傳統(tǒng)方法：A/O、A2/O工藝SBR工藝:缺點(diǎn)：能耗高，設(shè)備利用率低，脫氮除磷效 率低，運(yùn)行成本高生物脫氮除磷工藝發(fā)展:通過(guò)幾十年的發(fā)展，生物脫氮除磷工藝有了 較大的發(fā)展，在分隔的具有不同溶解氧濃度 的反應(yīng)器中進(jìn)行的生物脫氮除磷工藝有：)A/O, A2/O工藝及其改良工藝等。工藝的具 體介紹如下。(A/O)/PhoredoxX 藝A/O工藝是最簡(jiǎn)單的生物除磷工藝，由第一級(jí)厭氧反 應(yīng)器和第二級(jí)好氧反應(yīng)器組成，該工藝是Barnard 在1976年提出的，它稱之為Phoredox工藝。其工: 流程圖如下圖3所示：進(jìn)水出水圖21A/0工藝漉程圖傳統(tǒng)A

4、2/0工藝1980年，Rabinowitz和Marais在對(duì)Phoredox工藝£ 研究中提出，3階段的Phoredox工藝，即傳統(tǒng)A2/( 工藝(AnaerobicAnoxicOxic)。工藝流程見(jiàn)圖3 3o進(jìn)水圖33 傳統(tǒng)A2/O工藝圖倒置A2/0工藝與傳統(tǒng)A2/0工藝相對(duì)比，倒置A2/0工藝省去污泥 回流，將缺氧區(qū)前置，適當(dāng)加大了混合液回流比， 其工藝流程圖見(jiàn)圖34。進(jìn)水90%圖3-4 俚JL A2/O工藝澆程圖生物膜法:生物膜法原理：通過(guò)廢水與生物膜的接觸，進(jìn)行固液兩相的傳質(zhì)，通過(guò)膜進(jìn)行生物降解，使廢水得以凈化。I:F生物膜中物質(zhì)傳遞過(guò)程如圖37所示，由于生物膜的 吸附作用，

5、膜的表面存在一個(gè)很薄的附著水層，廢 水流過(guò)生物膜時(shí)，有機(jī)物向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散，膜內(nèi) 微生物在有氧條件下，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解和新陳代 謝，代謝產(chǎn)物沿底物擴(kuò)散的相反方向從生物膜傳遞）fJif生物膜工藝 (1)生物濾池 (2)曝氣生物濾池(BAF) (3)生物轉(zhuǎn)盤(RBC) (4)生物接觸氧化(5)生物流化床活性污泥+生物膜復(fù)合工藝生物膜法與其它污水處理工藝結(jié)合起來(lái)就形） 成了復(fù)合生物膜反應(yīng)器:生物膜+A2/O工藝一般能獲得比活性污泥法| 更好的脫氮效率，主要是因?yàn)樘盍蠟槭来鷷r(shí) 間較長(zhǎng)的硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌提供了適宜 的繁衍和棲息場(chǎng)所。f活性污泥+生物膜復(fù)合工藝的特點(diǎn)活性污泥+生物膜復(fù)合工藝與傳統(tǒng)活性污

6、泥工藝比較，) 具有以下特點(diǎn)：j (1)該復(fù)合工藝增加了反應(yīng)器中單位體積生物量； (2)可以適當(dāng)減小曝氣池的體積；: (3)提高了系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷和污染物去除效率；(4)改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行性能。本試驗(yàn)致力于生物膜+活性污泥復(fù)合工藝的研 究，將生物膜法與傳統(tǒng)的A2/O污水處理脫氮： 除磷工藝結(jié)合起來(lái)就形成了生物膜+A2/O復(fù) 合工藝。兩種工藝有機(jī)地融合于一個(gè)反應(yīng)系j 統(tǒng)中，既節(jié)省用地又延長(zhǎng)了污泥齡，還能使 脫氮除磷的效果大大提咼，符合社會(huì)發(fā)展的 需要。'試驗(yàn)裝置的選擇、建立及試驗(yàn)條件,:試驗(yàn)平臺(tái)的選擇)通過(guò)比較分析各種不同的脫氮除磷工藝，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的) 基礎(chǔ)條件，選擇建立試驗(yàn)平臺(tái)

7、。本試驗(yàn)決定采用生物+A2/O 工藝作為試驗(yàn)平臺(tái)。(試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置采用有機(jī)玻璃加工而成，分隔為4個(gè)反應(yīng)區(qū)，分別I 為厭氧、缺氧、好氧和沉淀池，厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)的 體積比為1:2:4,內(nèi)部均采用攪拌器方式攪拌，好氧反應(yīng)區(qū)內(nèi) 設(shè)有曝氣裝置，在沉淀池的下部開(kāi)設(shè)一個(gè)排泥孔不定期排泥。污泥回流圖4試驗(yàn)滾置圖:試驗(yàn)水質(zhì)條件:由于生活污水取用不便，實(shí)驗(yàn)進(jìn)水采用人工模擬生活污水，即自來(lái)水中 加入葡萄糖、:氯化錢、磷酸氫二鉀，同時(shí)還投加少量氯化鈉、硫酸鎂、硫酸亞鐵等， 并使用蛋白腺、:牛奶等補(bǔ)充微生物所必須的微量元素。模擬生活污水的水質(zhì)實(shí)驗(yàn)主要分析方法:各項(xiàng)指標(biāo)都采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定，見(jiàn)水:和廢水監(jiān)測(cè)分

8、析方法。實(shí)驗(yàn)方法本實(shí)驗(yàn)流程是將人工配制的模擬生活污水從咼位水） 箱通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的控制，首先進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)區(qū)內(nèi)，） 再依次經(jīng)過(guò)厭氧區(qū)、好氧區(qū)和沉淀池的處理。本次 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也是通過(guò)控制轉(zhuǎn)子流量計(jì)的大小進(jìn)而控（ 制生活污水在反應(yīng)器中的水力停留時(shí)間，通過(guò)空氣2 流量計(jì)來(lái)調(diào)整缺氧區(qū)和好氧區(qū)中的溶解氧濃度。復(fù) 合生物反應(yīng)器的出水采用溢流方式。下面所列是實(shí) 驗(yàn)具體步驟： (1)生物膜的培養(yǎng)和馴化1 (2)溫度對(duì)生物膜+A2/0工藝處理功能的影響 (3)溶解氧DO對(duì)生物膜+A2/0工藝處理功能的影| 響 (4)水力停留時(shí)間HRT對(duì)生物膜+A2/0工藝處理功/能的影響| (5)回流比對(duì)生物膜+A2/0工藝處理

9、功能的影響 (6)系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力試驗(yàn)試驗(yàn)啟動(dòng)及試運(yùn)行:污泥的來(lái)源填料掛膜載體掛膜培養(yǎng)階段反應(yīng)器的處理效果試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容在填料掛膜階段結(jié)束后，考察了試驗(yàn)設(shè)計(jì)生物膜 +A2/0工藝處理生活污水的可行性。然后進(jìn)入正式（ 運(yùn)行階段，從厭氧池進(jìn)水，厭氧池的有機(jī)負(fù)荷較高， 然后再進(jìn)入缺氧池好氧池，進(jìn)一步完成有機(jī)物、氮 和磷的去除，處理后的水流入沉淀池。實(shí)驗(yàn)期間，I 按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，通過(guò)改變反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)， 來(lái)確定該工藝的最佳運(yùn)行條件：污水的溫度隨著氣I 溫的變化而變化；用調(diào)節(jié)曝氣量的方法來(lái)?yè)I制水中 的溶解氧；用控制進(jìn)水流量的方法來(lái)調(diào)節(jié)污水在反 應(yīng)器的停留時(shí)間；這樣影響該工藝運(yùn)行的幾個(gè)因素 都得到了

10、關(guān)注。I試驗(yàn)結(jié)果分析溫度對(duì)脫氮除磷效果的影響分析溫度對(duì)廢水中COD、NH4+-N、TN、TP的處理效果影響如 下圖53、54 5-5> 56示。1000147101316192225283134測(cè)定天數(shù)dT溫度-去除率圖5-3溫度對(duì)COD的去除率的樓響圖1004331825222963O測(cè)定天數(shù)d+溫度亠圣圖5-4 溫度對(duì)NH/-N的去除率的影響圖10020806040圖5 5溫度對(duì)TN的去膾率的影響圖I圖5 5溫度對(duì)TN的去膾率的影響圖Io147101316192225283134測(cè)定天數(shù)dT_溫度Y-去除率圖5 5溫度對(duì)TN的去膾率的影響圖I00圖5-6溫度葉TP的去除率的彫響圖10

11、020圖5-6沒(méi)戻對(duì)TF的決冷至的影響圖圖5-6沒(méi)戻對(duì)TF的決冷至的影響圖7101316192225283134測(cè)進(jìn)夭弦d亠溫度亠上除率31 5-3倍反燈COD的去除車齢彩書圖O080601020101316192225283134測(cè)定天數(shù)d+濫度T-去除率10060402001013161922252831測(cè)定犬?dāng)?shù)d31T溫度亠£除率o o o o o O109 6 4 216測(cè)定大奴d田5-4 溫度対NHd-N的去除半的影響田圖5-6沒(méi)戻對(duì)TF的決冷至的影響圖圖5-6沒(méi)戻對(duì)TF的決冷至的影響圖溫度亠去除率圖5-6沒(méi)戻對(duì)TF的決冷至的影響圖由圖53至5七可以看岀，隨著溫度的升高，該

12、復(fù)合工藝對(duì)廢） 水中COD、NH4+-N、TN的去除率隨溫度的升高而增大。溫（ 度是影響微生物生長(zhǎng)活動(dòng)的重要因素之一，主要體現(xiàn)在細(xì)菌） 的活栓和增殖速度兩個(gè)方市。薇生物的硝化反應(yīng)奇以在4： 45°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。而硝酸菌的最佳生長(zhǎng)溫度為35（42°C,亞硝酸菌的最佳生長(zhǎng)溫度為35°Co溫度不但影響硝化j 菌和反硝化菌的總比增殖速度，也影響其的自身分解速度， 從而導(dǎo)致溫度升高的同時(shí)系統(tǒng)出水水質(zhì)較好。由于本試驗(yàn)所 用污水為人工配制的生活污水，污水中的TN是由有機(jī)氮、NH4+-N、NOx- -N組成的，（ TN的去除途徑有兩種：一是利用微生物的同化作用,) 合成新的

13、細(xì)胞；二是通過(guò)反硝化作用將N02-N、N03-N還原為N2。由圖5-4可知，反應(yīng)器出水NH4+-N濃度值較小，去除率較 高，說(shuō)明系統(tǒng)中存在大量的硝化菌，將NH4+-N轉(zhuǎn) 化成N03-N,反硝化菌將大部分N03-N轉(zhuǎn)化成N2 從系統(tǒng)中去除，最終系統(tǒng)中的N還有小部分以N03:N的形式排出。)由圖56可以看出溫度對(duì)TP的去除率的影響不j 及其對(duì)去除有機(jī)物、硝化作用、反硝化作用| 的影響那么大，故溫度不是生物除磷作用的 主要影響因素，基本上5-30°C條件下的除磷 效果變化不大。得出試驗(yàn)結(jié)果：生物膜 +A2/O工藝運(yùn)行參數(shù)溫度的最佳范圍為25-35 °C o)調(diào)節(jié)生物膜+A2/O反應(yīng)器的運(yùn)行參數(shù)，監(jiān)測(cè)反應(yīng)器進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)，分析其結(jié)果發(fā)現(xiàn)溫度、各反應(yīng)區(qū)溶解氧濃度、水力停留時(shí)間和回流比都對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效果的影響比 較明顯。在一定的溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，該復(fù)合工藝對(duì)廢水