村污水處理氧化溝/MBR一體化裝置

由于我國(guó)農(nóng)村污水的特殊性，傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)由于運(yùn)行管理復(fù)雜(如絮凝沉淀、CAST、A2/O等)，不適合在農(nóng)村推廣應(yīng)用。)，缺乏專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，TN和TP去除率低等。膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法相結(jié)合的新型工藝。具有占地面積小、出水水質(zhì)好、污泥產(chǎn)量低的特點(diǎn)，在污水處理和回用中發(fā)揮著越來越重要的作用。但是，為了達(dá)到脫氮除磷的目的，將MBR與其他工藝相結(jié)合并應(yīng)用于村污水處理工程實(shí)踐是一種很好的方法，如A/O-MBR工藝、UCT—MBR工藝、A/A/O-MBR工藝等。鑒于此，筆者將氧化溝與MBR工藝相結(jié)合，構(gòu)建了新型一體化village 污水處理裝置，并將其用于處理大理某村莊的生活污水(規(guī)模為100m3/d)，研究了該裝置的長(zhǎng)期運(yùn)行效果，以期為village 污水處理技術(shù)的工程實(shí)踐提供參考。

1.測(cè)試裝置和方法

氧化溝/MBR一體化村污水處理裝置在大理某村建成，如圖1所示。處理能力為100m3/d，水力停留時(shí)間(HRT)為13.62h，其中氧化溝和MBR的HRT分別為11.28和2.34h，污泥停留時(shí)間為30d。選用親水性聚偏氟乙烯中空纖維簾式膜組件(EF系列)，平均膜孔徑為0.2 μ m。

本裝置進(jìn)水為鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水，COD、BOD5、TN、NH+4-N、TP濃度分別為(345.5±25.2)、(212.6±21.4)、(44.1±4.3)、(28.9±3.4)、(4.5±0.7)。所有水質(zhì)指標(biāo)均采用國(guó)標(biāo)法測(cè)定。

2.結(jié)果和討論

2.1有機(jī)物的去除效果

污水的可生化性通常用BOD5/COD來表示，一般認(rèn)為BOD5/COD >: 0.3表示污水具有良好的可生化性。在試驗(yàn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行階段，污水的平均BOD5/COD為0.62，具有良好的可生化性。試驗(yàn)過程中裝置對(duì)COD和BOD5的去除效果見圖2?？梢娧趸瘻?MBR一體化裝置對(duì)COD和BOD5有很好的去除效果。氧化溝出水COD濃度為62.2 ~ 98.1 mg/L，MBR為16.1 ~ 39.6 mg/L，氧化溝COD去除率為71.4% ~ 82.3%，一體化裝置去除率為88.2% ~ 95.7%。此外，氧化溝和MBR出水的BOD5濃度分別為21.3～51.2mg/L和2.1～9.9mg/L。氧化溝對(duì)BOD5的去除率為77.4% ~ 88.9%，一體化裝置對(duì)bo D5的去除率為95.4% ~ 98.7%。當(dāng)裝置在第30天和第60天運(yùn)行排泥時(shí)，雖然氧化溝對(duì)COD和BOD5的去除效果有所降低，但MBR池超高的活性污泥濃度保證了裝置出水COD和BOD5濃度穩(wěn)定優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

2.2脫氮效果

試驗(yàn)期間裝置對(duì)NH+4-N和TN的去除效果如圖3所示?？梢钥闯?，氧化溝/MBR一體化裝置具有良好的脫氮效果，出水TN和NH+4-N濃度能夠穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。氧化溝和MBR的出水NH+4-N濃度分別為4.3 ~ 9.7 mg/L和1.6 ~ 4.6 mg/L，出水TN濃度分別為9.3 ~ 17.3 mg/L和3.5 ~ 10.4 mg/L。氧化溝對(duì)氨氮和總氮的去除率分別為68.1% ~ 83.8%和64.5% ~ 74.3%。污泥排放時(shí)，雖然氧化溝和MBR對(duì)NH+4-N和TN的去除效率有所降低，但裝置出水的NH+4-N和TN濃度仍能穩(wěn)定在一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)限值以下。

一般認(rèn)為BOD5/TN值>:4意味著污水中有足夠的碳源進(jìn)行反硝化。本研究進(jìn)水BOD5/TN平均為4.9，滿足反硝化碳源。水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，氧化溝是主要的脫氮單元。氧化溝好氧段的硝酸鹽溶液和MBR池回流中富含硝酸鹽和亞硝酸鹽的硝酸鹽溶液可在氧化溝缺氧段進(jìn)行反硝化。MBR還具有部分反硝化的功能。一種可能是超高的活性污泥濃度使得底部的污泥溶解氧含量較低，具備了同步硝化反硝化的條件。傅等的研究也表明，在低氧條件下，好氧區(qū)也具備同步硝化反硝化的條件。此外，也可能是由于MBR的高效截留，導(dǎo)致膜絲截留污水中的顆粒態(tài)和膠體態(tài)TN。

2.3總磷的去除效果

測(cè)試過程中裝置對(duì)TP的去除效果如圖4所示?？梢钥闯觯谶M(jìn)水TP濃度為(4.5±0.7)mg/L的條件下，氧化溝的出水TP濃度為2.3 ~ 3.6 mg/L，MBR的出水TP濃度為0.5 ~ 1.2 mg/L，氧化溝的TP去除率為31.0% ~ 35.7%，一體化裝置的去除率為80.0% ~ 87.7%。一般認(rèn)為BOD5/TP值>:17意味著污水中有足夠的碳源進(jìn)行生物除磷。在本研究中，進(jìn)水BOD5/TP的平均比值為48.7，滿足生物除磷的碳源要求。雖然一體化裝置中沒有厭氧段，但氧化溝和MBR池中已經(jīng)發(fā)生了生物除磷，這一現(xiàn)象在許多研究中也得到了證實(shí)。與氧化溝相比，MBR對(duì)TP的去除效果更好。除了聚磷菌的好氧吸磷外，MBR池的高效攔截也使得污水中的顆粒和膠體TP被膜絲攔截去除。一般來說，一體化裝置出水的TP濃度可以穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，但不能穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，需要投加化學(xué)藥劑輔助除磷。

實(shí)驗(yàn)分別選用硫酸亞鐵和聚合氯化鋁(PAC)兩種藥劑進(jìn)行化學(xué)除磷。藥劑投加系數(shù)為1.5，實(shí)際投加量為8.5 ~ 15 mg/L，投加點(diǎn)為膜池。水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果表明，投加硫酸亞鐵后，裝置對(duì)總磷的去除率為92.9% ~ 97.4%。而投加PAC后，裝置對(duì)TP的去除率為89.7% ~ 94.7%，說明FeSO4比PAC具有更好的除磷效果。投加硫酸亞鐵后，該廠出水中總磷的平均濃度為0.2毫克/升，明顯優(yōu)于一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

3.結(jié)論

采用氧化溝與MBR工藝相結(jié)合的新型一體化裝置處理大理某村莊的生活污水(規(guī)模為100m3/d)。結(jié)果表明，經(jīng)過約3個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，COD、BOD5、NH4+-N、TN和TP的去除率分別為88.2% ~ 95.7%、95.4% ~ 98.7%和81%。在膜池中加入FeSO4或PAC進(jìn)行化學(xué)輔助除磷，可使出水TP濃度穩(wěn)定達(dá)到國(guó)家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，但FeSO4的化學(xué)除磷效果更好。(來源:云南水務(wù)投資有限公司)

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