低温条件下悬浮填料生物膜法处理生活污水的研究

【摘要】：废水生物处理是废水处理方法中的一个重要分支,它具有微生物来源广、工艺简单、不需投加化学药剂、无二次污染等优点而受到广泛应用。其中,好氧悬浮生长系统(活性污泥法)和好氧附着生长系统(生物膜法)是传统的两大分类。生物膜法的应用关键在于填料。上个世纪 90 年代开发的悬浮填料生物膜法是一种新型的生物处理工艺,它采用了新型填料,使得废水生物处理的效率大大提高。但是在北方低温条件下悬浮填料生物膜法的应用研究还很少见到。 本文在引言部分介绍了废水生物处理方法的基本原理、悬浮填料和生物反应器的研究进展,并就低温条件对生物处理效果的影响进行了概述。 实验研究目的:采用两种不同的填料-人工合成塑料球悬浮填料和自行研制开发的天然朽木填料,作为微生物附着生长的载体,并将填充塑料球悬浮填料的移动床生物反应器 1 与填充朽木填料的固定床生物反应器 2 进行串联,组合成二段工艺,考察此工艺对生活污水除碳脱氮的能力。 实验研究内容:在 8~10℃的低温条件,以实验室小试规模进行了长达 4 个月的实验,研究了生物填料的挂膜特性,考察了其对生活污水 COD、BOD、氨氮和总磷的去除能力。 研究了两种填料的挂膜性能。人工塑料球悬浮填料挂膜速度快,生物浓度高,挂膜后仍能悬浮于水中,流态化好。天然朽木填料表面粗糙,具有较好的吸附性能,适合微生物生长,抗冲击负荷能力强。 对填充两种填料的生物反应器处理生活污水的能力进行了研究。结果显示:填充悬浮填料的反应器 1,承担了大部分有机负荷,当进水有机负荷低于 4 kg/m~3·d、水力停留时间为 10h,其对 COD 去除率保持在 80%以上。反应器 2 承担了大部分氨氮负荷,当进水氨氮负荷0.14 kg/m~3·d 时,氨氮的去除率可达 74%。当 COD/NH_4~+ -H 为 2.8 时,对氨氮的去除效率最大,为 56.6%。 将两反应器联用,在进水水质 COD 为 232~859mg/L、BOD 为 87~231mg/L、氨氮23~60 mg/L、总磷 4~10 mg/L 的情况下,出水的 COD、 BOD、氨氮、总磷分别为 50mg/L、12mg/L、14mg/L、4 mg/L 以下,COD、BOD、氨氮、磷的平均去除率分别为 85%、90%、55%、50%。 结论:8~10℃的低温条件对 COD、BOD 的去除影响不大,采取降低负荷、延长停留时间可以达到与常温处理条件相似的结果,出水上述指标全部低于国家排放标准。但低温对于氨氮硝化影响很大,经过驯化的微生物仍然可以生长,实现氨氮去除 50%的效果。悬浮填料-朽木两级串联生物膜工艺处理低温生活污水,效果明显。 本研究针对北方地区冬季气温低、生物法处理废水效果差的问题,提供了新型填料 和处理工艺,所得实验数据对于生产设计和应用具有一定的参考价值。