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污水处理生物流化床一体化装备开发及效能研究

江竹青  
【摘要】:近年来国家大力推进“小城镇发展”和“新农村建设”等重大战略,我国小城镇建设发展迅猛,小城镇的数量急剧增长,小城镇的污水排放量也在不断增加,若这些污水得不到有效处理,将对小城镇环境带来巨大的危害。小城镇污水具有水量小、水质水量变化大、氮磷含量高、有机物浓度低的特点。另外,小城镇还具有经济基础薄弱、技术人员缺乏、公众环保意识淡薄、排水体制不健全等问题。相比传统的市政污水处理模式,污水处理一体化装备集成多种工艺、流程紧凑、占地少、投资省、运行管理简便,更加适合小城镇污水的处理。结合小城镇污水的水质特点及处理难点,开发了一套生物流化床污水处理一体化装备,该装备集生物流化床和斜板沉淀池于一体,能较好地实现对污水中污染物的去除。首先考察了新开发装备的快速启动能力和设计工况下的运行效能,并对水力停留时间、气水比、硝化液回流比等运行参数对处理效果的影响进行了研究,确定了装备的最佳运行工况,可为后续实际应用提供设计依据。采用快速排泥法对一体化装备进行挂膜启动,5d后填料表面可观察到淡黄色的微生物薄膜,此后生物膜逐渐增厚,颜色也逐渐转变为棕褐色。15d后COD和NH+4-N的处理效果趋于稳定,去除率分别达到了85%和80%以上。肉眼观察到填料内部表面生物膜厚度约为2mm左右,外部表面生物膜厚度较薄约为0.5mm,生物膜量折算成质量浓度约为2700mg/L,悬浮污泥浓度为200mg/L。镜检可观察到钟虫、轮虫等指示性微生物,生物膜内微生物种类丰富,生物体系完整。一体化装备在水力停留时间为8h,气水比为5:1,硝化液回流比为200%的设计工况下处理COD、NH4+-N、TN、TP含量分别为(78~244)、(9.0~24.3)、(22.7~55.7)、(3.4~6.4)mg/L的小城镇污水,平均去除率分别可达到88.6%、84.3%、46.7%、52.0%,出水COD、NH+4-N、TN和TP的平均浓度分别为18mg/L、2.7mg/L、17.1mg/L、2.5mg/L,除TP外均能满足一级B标准。试验期间在进水水质波动较大的情况下,出水水质仍然能够保持稳定,说明装备的抗水质冲击能力较强。对比不同水力停留时间、气水比、硝化液回流比下一体化装备的处理效能可知水力停留时间8h,气水比5:1,硝化液回流比300%为装备的最佳运行工况,这一组合工况可为装备的实际应用提供参考。除磷试验结果表明PAC投加量达到50mg/L时,TP的综合去除率为89.2%,出水TP浓度稳定在1.0mg/L以下,满足一级B标准;PAC投加量达到70mg/L时,TP的综合去除率为96.3%,出水TP浓度稳定在0.5mg/L以下,满足一级A标准。生物流化床一体化装备的日处理规模为350m/d时,占地面积为26.6m,一次性投资成本为88140元,吨水处理成本为30.32元/m,吨水运行成本为30.61元/m。和传统的污水处理厂相比,该装备结构紧凑、投资省、占地少、操作管理简便、运行维护成本低,更加适合小城镇污水处理。


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