好氧生物床處理低碳源生活污水的研究

1、厭氧/好氧生物床處理低碳源生活污水的研究論文導(dǎo)讀:：本試驗(yàn)設(shè)計的生物床。沸石填料優(yōu)于陶粒填料。陶粒：購自廣州華穗陶粒廠。填料生物床優(yōu)于污泥生物床。由于城市生活污水碳源偏低。脫氮除磷功能也很好。生物膜量為3天為一個周期的檢測數(shù)值。論文關(guān)鍵詞：生物床，沸石，陶粒，污泥，生活污水，脫氮除磷，生物膜目前，生物床處理污水的研究較多討論曝氣生物濾池對有機(jī)污染物及氨氮的處理問題，對磷等其它污染物的處理涉及較少，對厭氧/好氧生物床處理生活污水的研究就更顯少數(shù)了。由于城市生活污水碳源偏低，碳、氮、磷比例失調(diào)，一般的活性污泥法或曝氣生物濾池難以實(shí)現(xiàn)高效脫氮除磷，如何實(shí)現(xiàn)城市生活污水的高效脫氮除磷已成為很多研究者關(guān)

2、注的問題。生物床處理相對活性污泥處理技術(shù)主要具有經(jīng)濟(jì)動力消耗低、容積負(fù)荷高及產(chǎn)生剩余污泥量少等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作運(yùn)行不穩(wěn)定。本試驗(yàn)設(shè)計的生物床，在結(jié)構(gòu)上通過合理的布水方式，使生物床的填料呈現(xiàn)一定的流態(tài)化，可防止生物濾床的堵塞問題。試驗(yàn)中考察了沸石、陶粒及污泥三種生物床厭氧/好氧處理污水的效果，結(jié)果說明，填料生物床優(yōu)于污泥生物床，沸石填料優(yōu)于陶粒填料。1 材料和方法1.1 試驗(yàn)裝置和流程生物床反響器采用內(nèi)徑為320mm，高為350mm的可密封塑料圓桶制成，采用有機(jī)玻璃膠進(jìn)行加固密封。反響器底部支撐采用高度為50mm的耐腐蝕材料支架 氨氮 硝酸鹽氮 TP CODCr /氨氮比 范圍 96205

3、 9.3 22.0 0.501.27 0.852.00 5.612.9 均值 144 16.6 0.86 1.66 9.1 2生物填料1沸石：采用產(chǎn)自廣東省河源地區(qū)的斜發(fā)沸石，該沸石具有的微孔結(jié)構(gòu)適合微生物生長繁殖，可作為優(yōu)良的微生物載體。堆積密度約為2.6g/cm3，粒徑為0.551.70mm。2陶粒：購自廣州華穗陶粒廠，該陶粒同樣具有適合微生物生長繁殖的微孔結(jié)構(gòu)，堆積密度約為0.6g/cm3，粒徑為35mm。3活性污泥：采自廣州市瀝滘生活污水處理廠二沉池的剩余污泥濃縮液，SS約為3000mg/L。1.3 試驗(yàn)過程本次試驗(yàn)運(yùn)行的時間為七、八月份，運(yùn)行環(huán)境溫度為2528。試驗(yàn)分三個階段進(jìn)行，第

4、一階段，在沸石和陶粒厭氧生物床中加一定體積的活性污泥進(jìn)行菌種接種，在污泥生物床中加體積加約為10L的活性污泥，污水流量為20.8 mL/s，反響停留時間為12h，經(jīng)厭氧馴化運(yùn)行6天后，兩次的生物膜量檢測說明沸石和陶粒外表的生物膜生長速率較快，出水水質(zhì)變清，污泥生物床污泥高度略有下降，出水水質(zhì)略帶渾濁，沉淀后變清；第二階段，排凈沸石和陶粒厭氧生物床中的接種污泥，再同時將三種生物床的污水流量和反響停留時間分別調(diào)節(jié)為41.7mL/s、6h，運(yùn)行15天，經(jīng)屢次檢測說明沸石和陶粒外表的生物膜量先呈增長趨勢后漸漸保持平穩(wěn)生物膜，污泥生物床污泥高度根本保持不變，說明三種生物床已根本馴化成熟；第三階段，將三種

5、生物床的污水流量和反響停留時間分別調(diào)節(jié)為83.3mL/s、3h，運(yùn)行10天，沸石和陶粒外表的生物膜量及污泥床高度與第二階段的情況根本保持一致。1.4 樣品采集和主要檢測工程及方法每隔二十四小時測一次水質(zhì)，原水采自集水箱，出水采自厭氧反響器出水，CODCr、氨氮、硝酸鹽氮及總磷TP，生物膜量為3天為一個周期的檢測數(shù)值。分析方法主要有：CODCr采用美國ET99718微電腦COD快速測定儀；氨氮采用納氏試劑分光光度法，硝酸鹽氮采用紫外分光光度法，總磷采用鉬酸銨分光光度法，儀器均為日本島津UV2450分光光度計；生物膜量采用灼燒減量法，儀器為上海SX2-5-12高溫箱式電阻爐及高精度電子天平免費(fèi)。2

6、 結(jié)果與討論2.1 CODCr去除規(guī)律如圖3所示，厭氧沸石生物床的CODCr去除率由最初的70%上升至90%左右，再逐漸恢復(fù)至60%左右的水平，由于厭氧段較高的CODCr去除率，使得進(jìn)入好氧段的有機(jī)污染物濃度已到達(dá)較低的限度，好氧段繼續(xù)降解這局部有機(jī)污染物，這也使得沸石生物床始終保持著較高的CODCr去除率，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的可能原因是：1沸石填料粒徑比擬細(xì)小，對顆圖 3 CODCr去除率變化曲線Fig.3 Variation of CODCr removal粒有機(jī)污染物有一定的截留的作用；2沸石本身具有的微孔結(jié)構(gòu)及其吸附性可以吸附一定量的溶解性有機(jī)污染物；3在沸石生物膜生長初期，生物膜上吸附生長

7、的微生物數(shù)量較少，但隨著培養(yǎng)時間的增加，生物膜漸漸培養(yǎng)成熟，生物膜上生長的微生物數(shù)量處在比擬穩(wěn)定的狀態(tài)。厭氧陶粒生物床的CODCr的去除率相對穩(wěn)定，根本可以保持在40%以上，好氧段的CODCr去除率波動稍大，但總體水平可保持在60%以上，這可能是厭氧條件下陶粒生物膜生長得比好氧陶粒生物膜穩(wěn)定的原因。厭氧污泥生物床的CODCr去除率相對較低，且處理效果不穩(wěn)定，大局部的CODCr要在好氧段才能去除，總的去除率在60%左右。2.2 氨氮去除規(guī)律如圖4所示，厭氧沸石生物床的氨氮去除率由最初的90%降至70%左右，而后趨向平穩(wěn)，保持在40%左右，好氧段繼續(xù)降解厭氧段剩余的氨氮，整個厭氧-好氧流程的氨氮處

8、理效果呈先保持較高的去除率，再略有下降，穩(wěn)定幾天后，去除率上升，且保持在90%左右。這種現(xiàn)象的可能原因是：1沸石對氨氮具有較好的吸附去除效果生物膜，當(dāng)?shù)竭_(dá)吸附飽和后，氨氮的去除主要靠沸石外表對氨氮的自我硝化;及圖 4 氨氮去除率變化曲線Fig.4 Variation of ammonia nitrogenremoval生物膜上生長的微生物的降解；2由于進(jìn)入好氧段的有機(jī)污染物濃度較低，好氧沸石生物膜生長較慢，生物膜上吸附生長的微生物數(shù)量較少，硝化菌也較少，但隨著培養(yǎng)時間的增加，生物膜漸漸培養(yǎng)成熟，生物膜上生長的硝化菌數(shù)量處在比擬穩(wěn)定的狀態(tài)。厭氧陶粒生物床的氨氮的去除率增長較緩慢，十天左右后，氨氮

9、去除效果相對穩(wěn)定，根本可以保持在40%以上的去除率，在好氧段經(jīng)過緩慢的增長后可到達(dá)較好的氨氮去除效果，總體水平可達(dá)90%左右，這可能是陶粒生物膜上的硝化菌生長得比好氧陶粒生物膜穩(wěn)定的原因。厭氧污泥生物床的氨氮去除率相對較低，且處理效果不穩(wěn)定，大局部的氨氮要在好氧段才能去除，總的去除率在60%左右。2.3 總磷TP去除規(guī)律如圖5所示，厭氧沸石生物床培養(yǎng)至第十二天開始有除磷功能，并伴隨培養(yǎng)時間的增加得到進(jìn)一步的強(qiáng)化，總磷去除可達(dá)35%，好氧沸石生物床除磷效果增長較快，且可以根本保持在40%左右。整個厭氧-好氧流程的總磷處理效果較好，總磷去除率在70%左右。這種現(xiàn)象的可能原因是：1及較低的有機(jī)物濃度

10、有利于除磷菌的生長繁殖，又由于沸石外表對氨氮的自我硝化;為脫氮除磷菌提供了較充足的圖 5 總磷濃度的變化趨勢Fig.5 Variation trend of TP concentration電子受體，使得厭氧沸石生物膜的除磷功能得到進(jìn)一步的強(qiáng)化；2由于進(jìn)入好氧段的有機(jī)污染物濃度較低，好氧沸石生物膜生長較慢，生物膜上吸附生長的微生物數(shù)量較少，有利于好氧除磷菌的生長，生物膜漸漸培養(yǎng)成熟，除磷功能也趨于穩(wěn)定。厭氧陶粒生物床在的氨氮的去除率增長較緩慢，十六天后，開始有除磷效果，總磷去除效果相對穩(wěn)定，根本可以保持在20%左右的去除率，好氧陶粒生物床經(jīng)過緩慢的增長后可到達(dá)較好的總磷去除效果，總體水平可達(dá)7

11、0%左右，這可能是陶粒生物膜上的除磷菌相對較少，而好氧陶粒生物膜上的除磷菌生長相對較好的原因。厭氧污泥生物床的總磷去除效果不明顯，大局部的總磷要在好氧段才能去除，但總的去除率較低，只有40%左右。2.4 生物膜的生長情況如圖6所示生物膜，在沸石生物床中，厭氧沸石生物膜與好氧沸石生物膜的生長速度較快，且生物膜量的增長趨勢非常接近，穩(wěn)定期的生物膜量可維持在8mg/g左右。說明沸石生物膜附著穩(wěn)定，生物膜量穩(wěn)定也說明生物膜不易老化，床層填料不易板結(jié)，且具有穩(wěn)定的處理功能，適合長期運(yùn)行免費(fèi)。陶粒生物床中，厭氧陶粒生物膜與好氧陶粒生物膜的生長呈不穩(wěn)定的趨勢，生物膜量有一定的波動，這說明陶粒外表生長的生物膜

12、附著性較差，容易脫落，長時間運(yùn)行，床層填料容易出現(xiàn)板結(jié)，要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行可能比擬難。圖 6 生物膜量變化曲線Fig.6 Variation of the amount of biomembrane鏡檢結(jié)果說明，厭氧沸石生物床和厭氧陶粒生物床中的微生物主要有表殼蟲、扭頭蟲、刀刀口蟲及彎豆形蟲等，厭氧污泥生物床中的微生物以表殼蟲為主，游泳型纖毛蟲等較少出現(xiàn)；好氧沸石生物床和好氧陶粒生物床中的生物相比擬豐富，微生物主要有彎豆形蟲、盾纖蟲、溝鐘蟲及豬吻輪蟲等，好氧污泥生物床中的微生物以盾纖蟲為主，鐘蟲和輪蟲等較少。3 結(jié)論與建議1厭氧：厭氧沸石生物床的CODCr去除率可穩(wěn)定在60%左右，由于沸石的自我硝

13、化;作用，氨氮去除率可保持在40%左右，培養(yǎng)至第十二天開始有除磷功能，并伴隨培養(yǎng)時間的增加得到進(jìn)一步的強(qiáng)化，總磷去除可達(dá)35%；陶粒生物床的CODCr的去除率根本保持在40%以上，氨氮的去除率增長較緩慢，氨氮去除率根本在40%以上，對總磷具有20%左右的去除效果；污泥生物床對CODCr、氨氮及總磷的去除率相對較低，且處理效果不穩(wěn)定。2好氧：由于進(jìn)入好氧段的有機(jī)污染物濃度較低，好氧沸石生物床主要去除的是氮磷，CODCr、的去除率在30%左右，氨氮的去除率在40%以上，總磷的去除率約40%；好氧陶粒生物床的CODCr去除率波動稍大，在40%左右，氨氮去除效果相對穩(wěn)定在40%以上的去除率，十六天后，

14、開始有除磷效果，總磷的去除率穩(wěn)定在20%左右；好氧污泥生物床的CODCr的去除率約40%，氨氮去除率約40%，總磷去除率較低生物膜，在20%30%之間。3沸石生物床在整個厭氧-好氧流程對CODCr、氨氮及總磷都具有較好的去除效果，CODCr和氨氮的去除率保持在90%左右，總磷去除率在70%左右；陶粒生物床總體去除效果，CODCr約60%，氨氮去除率可達(dá)90%左右，總磷去除率在70%左右；污泥生物床總的處理效果為，CODCr和氨氮的去除率在60%左右，總磷的去除率較低，只有40%左右。4在生物膜的生長方面，在沸石生物床中，沸石生物膜可穩(wěn)定在8mg/g左右，沸石生物膜附著穩(wěn)定且不易脫落，不易板結(jié)，

15、且具有穩(wěn)定的處理功能，適合長期運(yùn)行，陶粒生物膜量有一定的波動，生物膜附著性較差，容易脫落，不適宜長時間運(yùn)行。5本次試驗(yàn)說明厭氧/好氧填料生物床處理低碳源生活污水是具有較好的處理效果，尤其是沸石生物床，不但可高效去除有機(jī)污染物，脫氮除磷功能也很好，且生物膜生長穩(wěn)定，是很值得研究和推廣的水處理技術(shù)。參考文獻(xiàn)【1】陳月芳,宋存義,汪翠萍.沸石復(fù)合填料生物流化床在污水處理中的試驗(yàn). 中國環(huán)境科學(xué),2006,26(4): 432-435【2】鄧征宇,楊春平,曾光明,等.兩階段曝氣生物濾池的硝化性能. 環(huán)境工程學(xué)報, 2021,4(8):1714-1718【3】王振,袁林江,劉爽A/A系統(tǒng)反硝化除磷的強(qiáng)化

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