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农村生活污水处理组合工艺方法

发布时间:2019-05-03 17:36 作者:彩83

  北极星水处理网讯农村生活污水是我国农村污染物的主要来源之一,由于大多农村尚无完善的排水系统,污水沿道路边沟或路面直接排至附近水体,造成地表和地下水体的严重污染,加重了受纳水体富营养化,直接威胁着周围居民的饮用水安全。所以,对农村生活污水的治理迫在眉睫。但由于农村资金有限,技术水平相对落后,且缺乏专业的管理人员,在选择农村生活污水处理工艺时,不宜采用规模化城镇污水处理模式。因此,研究开发高效率、低成本、易管理和易操作的农村生活污水处理技术尤为必要。

  厌氧-好氧组合工艺以厌氧处理工艺为预处理措施,不仅可以降解污水中大部分有机物,降低运行成本,而且可以极大地降低好氧进水有机负荷及SS浓度,缩短好氧工艺的水力停留时间,提高出水水质。因此,本文中研究了3 种组合工艺对农村生活污水的处理效果,并对其处理效果进行了比较分析。

  复合厌氧反应器-水平潜流人工湿地( HAR-HSFCW):HAR 材质为UPVC 管,内径为400 mm,反应器上部填充400~500 mm塑料填料; 水平潜流湿地为混凝土结构,尺寸为2.0 m×2.0 m×1.1 m,进水区和出水区铺设粒径为60~100 mm的砾石,厚度为750 mm; 处理区底层为粒径30~40 mm的砾石和钢渣,填充比例为1∶1,厚度为750 mm; 中层为粒径20~30 mm的砾石,厚度为250 mm; 上层选用自然土壤和细沙,填充比例为1∶1,厚度为200 mm,栽种植物为蒲草。

  厌氧折流板反应器-垂直潜流人工湿地( ABRVSFCW):ABR 由硬质塑料板制成,尺寸为0.8 m×0.8 m× 0.9 m; 垂直潜流人工湿地为混凝土结构,尺寸为2.0 m×2.0 m×1.1 m,底部填充粒径为30~40 mm的碎石,厚度为30 cm; 中部填充粒径为10~20 mm的碎石与粉煤灰,填充比例为10∶1,厚度为30 cm; 上部为自然土壤,厚度为20 cm,栽种植物为芦苇。

  膨胀颗粒污泥床-人工快速渗滤系统( EGSBCRI):EGSB 为有机玻璃柱,直径为0.2 m,高度为2m。CRI 由PVC 管材制作,内径为0.4 m,高为2 m。

  承托层为30~40 mm的砾石,厚度为200 mm; 渗滤层共分为4 层,由下往上依次为粒径3~10 mm的陶粒、1~4 mm的沸石、0.5~1.2 mm的河砂以及100 目的石英砂,填充厚度均为300 mm。CRI 系统在12 h 淹水,干湿比为3∶1 的条件下运行。

  COD:重铬酸钾法; TN:过硫酸钾消解-紫外分光光度法; TP:过硫酸钾消解-钼锑抗分光光度法; NH4+-N:纳氏试剂分光光度法。

  2012 年6 月2012 年10 月,考察了3 种组合工艺在不同HRT 下对污染物的去除效果。每个水力停留时间下连续运行20 d,取多次进、出水的平均值作为实验结果。

  由图2 还可以看出,HAR-HSFCW 和EGSB-CRI在HRT 大于16 h 时,随着HRT 的减小,COD 的去除率呈上升趋势,但当HRT 小于16 h 时,减小HRT,COD 去除率却呈下降趋势,这主要是因为HRT 较长时,厌氧反应器中上升流速较小,污水与颗粒污泥接触不充分,有机物不能被充分降解所致; 但当HRT 过短时,反应器中上升流速较大,污泥流失增加,反而使COD 去除率下降。由于EGSB 中三相分离器有效阻止了颗粒污泥流失,因此EGSB-CRI对COD 的去除效果略高于HAR-HSFCW。

  随着HRT 的逐渐缩短,ABR-VSFCW 对COD 的去除率呈下降趋势,这主要是因为ABR 为分隔结构,当HRT 缩短时,隔室中污水上升流速较大,污泥流失加大,导致COD 去除率下降。

  EGSB-CRI 对NH +4 -N 的去除率较高是因为CRI系统为干湿交替运行,在落干期复氧,提高了好氧微生物活性,硝化能力增强所致。由于垂直流人工湿地为落空运行,污水从湿地表面纵向进入湿地,充氧效率提高,硝化能力较强,造成ABR-VSFCW对NH +4 -N 的去除效果略优于HAR-HSFCW。

  3 种组合工艺中氮的去除主要包括基质的吸附和过滤作用、植物和微生物的吸收作用以及微生物的硝化、反硝化作用。其中,微生物的硝化、反硝化作用是脱氮的主要途径[12-14]。一方面,由于VSFCW和HSFCW 大环境处于缺氧和厌氧状态[15],抑制了硝化细菌的生长繁殖和硝化反应。另一方面,VSFCW、HSFCW、CRI 中进水COD 浓度较低,碳源不足,也抑制了反硝化作用,造成3 种组合工艺整体脱氮效率较低。

  由于水平潜流湿地为满水位运行,进水与填料接触充分,造成HSFCW 除磷效果优于VSFCW。CRI系统中陶粒、沸石可与磷反应形成沉淀或通过化学吸附留在填料中,从而使磷得到有效去除。

  (4) 如果以去除SS 和有机物为目的,3 种组合工艺均有较好的处理效果; 而如果以营养盐的去除和水质的根本改善为目的,EGSB-CRI 去除效果显著。

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