加压生物接触氧化法处置生活污水的实验研究.docx
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加压生物接触氧化法处置生活污水的实验研究
加压生物接触氧化法处置生活污水的实验研究
论文作者:
吴慧英黄晟施周周鑫辉
摘要:
加压生物接触氧化法通过简单的“加压”方式有效提高了污染物去除率。
处置生活污水的实验说明,当压力为,停留时刻为小时,气水比为3-4:
1时,处置出水的COD、BOD五、SS等污染物浓度可达到一级排放标准。
与常压法相较,污染物去除率提高了10%-18%,停留时刻仅为常规生物处置法的1/3-1/4。
因此,该法具有处置成效好、处置时刻短、占地少、适用性强、耐冲击负荷的特点,专门适合城镇小区生活污水处置成套设施的建设。
关键词:
加压生物接触氧化生活污水
一、引言
随着城市的进展和城镇开发区的建设,生活污水的比重不断增大,生活污水源日趋分散,大规模集中污水处置厂的建设明显滞后,为此,研究和开发处置效率高、投资省、占地少、生效快的生活污水处置技术和设备,对一部份生活污水当场处置,对加速我国城市污水处置步伐具有重要的意义。
常规的城市污水生物处置工艺由于传统供氧方式的供氧能力有限,氧转移率不高(一样为5%-15%),生物反映速度受到供氧的限制,处置设备庞大。
加压生物接触氧化法[1][2]以简单易行的“加压”手腕,冲破了生物处置中供氧受限制的问题,从而可大大提高生物氧化池内微生物的活性,增大活性微生物的量,提高生物反映速度,缩短生物反映时刻,为小型生活污水处置成套设施的建设开辟一条新的途径。
二、实验概况
2.1实验水质
实验用生活污水取自湖南大学职工生活区下水道污水,实验期间污水水温为24℃-26℃,PH值为,CODCr为,BOD5为,SS为,NH3-N为。
2.2实验工艺流程及方式
实验工艺流程如图1所示,加压生物接触氧化反映柱为一不锈钢管,内经为80mm,有效高度,有效容积升,内挂一根直径约为70mm的组合式生物填料。
气体流量计和液体流量计均为LZB-4型玻璃转子流量计,空压机为8型空压机。
图1实验流程示用意
1.贮是槽2.压力水贮罐3.流量计4.压力生物接触氧化柱5.空压机6.泥水分离器
实验时填料先在常压下培育挂膜,用污水处置厂二沉池的剩余活性污泥接种,并依照镜检生物相的转变操纵挂膜条件,经7天培育后,生物膜呈黄褐色,镜检可见菌胶团质密、色泽透明,有大量钟虫,并已有必然的有机物去除率,说明生物膜已大体成熟,随即将生物填料转入压力生化柱内,加压开始正常运行,并依照《水和废水监测分析方式》中的标准方式按期取样测定CODcr、BOD五、SS、NH3-N等指标,共累计了稳固运行2个多月的实验数据进行结果分析,每一数据均为12次以上测定结果的平均值。
3、结果与讨论
3.1压力对污染物去除成效的阻碍
在进水量为6l/h,水力停留时刻t=,曝气强度(即气水比)为4:
1的条件下,考察了不同压力对污水中CODcr、BOD五、SS去除率的阻碍及压力生化柱内溶解氧(DO)浓度的转变情形,实验结果见表1。
表1不同压力(表压)下污染物去除率及反映器内溶解氧浓度
压力 (Mpa)
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
DO (mg/l)
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
常压
283.8
%
136.5
81.9%
168.8
%
%
%
%
%
%
%
%
7.7
%
92.8%
由表1可看出,在气水比和停留时刻相同的条件下,污水中CODcr、BOD五、SS等污染物的去除率随着压力的增加而增加,与此同时,反映柱内溶解氧浓度也随之升高。
关于必然浓度的污水而言,有机物降解速度要紧受生物动力学氧化速度及氧浓度操纵,处置可生化性较好的生活污水,其生物动力学氧化速度要紧取决于活性微生物量[3][4]。
加压生物接触氧化法通过“加压”方式提高了污水中溶解氧浓度,增大了氧向生物膜内转移的推动力,使溶解氧通过细菌细胞膜的速度加速,向生物膜内渗透深度增加,因此好氧生物膜增厚,生物膜活性提高,活性微生物量增多,有机物降解速度得以提高。
在常压生物接触氧化法中,活性生物膜厚一样为2mm左右,加压生物接触氧化法活性生物膜厚可达5mm而不脱落[5]。
可见压力升高后,污水中污染物去除率提高的关键缘故在于加压接触氧化法能有效提高污水中的溶解氧浓度和生物膜活性,增加活性微生物量。
表1还可看出,在不同的压力范围内,污染物的去除率随压力增加而增加的速度是不同的,在压力由低向高转变的进程中,污染物去除率增加的速度慢慢减小。
对生活污水,当压力由(表压)增加至时,污染物去除率已增加不大。
考虑到高压对反映设备带来的高要求和高压引发的能耗增加因素,可将压力定为。
与常压相较,当压力为时,污染物去除率提高了10%-18%,生物反映装置内溶解氧浓度也大大提高,由l上升到l。
3.2气水比及溶解氧对污染物去除率阻碍
在必然压力下,气水比的大小直接阻碍了污水中溶解氧浓度的高低,从而阻碍处置成效。
实验考察了在水力停留时刻t=,压力别离为和条件下,不同气水比时反映器内溶解氧浓度的转变及污染物的去除成效,实验结果见表二、表3。
表2压力为时,不同气水比时反映器内溶解氧浓度及污染物去除率
气水比
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
DO (mg/l)
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
4:
1
%
%
%
3:
1
%
%
%
:
1
%
%
36.9
%
表3压力为时,不同气水比时反映器内浓度溶解氧及污染物去除率
气水比
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
DO (mg/l)
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
4:
1
%
7.7
%
92.8%
3:
1
%
%
%
:
1
%
%
16.7
%
由表二、表3可看出,在相同的压力下,随着气水比的升高,反映器内溶解氧浓度升高,污染物去除率也随之升高;在不同的压力条件下,为使污染物达到必然的去除率,使处置出水中COD、BOD、SS等要紧污染物达到污水综合排放一级标准,所需气水比是不同的,压力越高,所要求的气水比就越小。
实验说明,气水比的选择要紧由反映器内溶解氧浓度决定,当溶解氧浓度达到某一值(l以上)以后,再加大气水比,污染物的去除率增加不多,而当气水比过小时(如当压力P=,气水比为:
1时),反映器内溶解氧浓度及污染物去除率都会明显下降,这再一次说明压力生物反映器能提高生活污水中污染物去除成效的关键之一在于溶解氧浓度的提高。
因此,实际应用中应依照水质情形,综合考虑运转费用和处置成效,以溶解氧作为操纵参数来选择适合的工作压力和气水比,运行中也可通过调剂压力和气水比来知足生物氧化对溶解氧的要求。
因此,这种压力生物接触氧扮装置能适应水质、水量的转变,耐冲击负荷。
实验说明,在压力为范围内,采纳气水比为3-4:
1时,能使反映器内溶解氧浓度维持在l以上,经生化处置后水中要紧污染物可达到污水综合排放一级标准。
3.3停留时刻对污染物去除成效的阻碍
在压力为P=,气水比为4:
1的条件下,考察了不同水力停留时刻对污染物去除率的阻碍,结果见表4。
表4不同停留时刻下污染物的去除率
时刻(h)
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
NH3-N
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
2.4
%
%
%
%
1.6
%
%
%
%
1.0
%
%
%
%
0.8
%
%
%
%
表4说明,污水中污染物去除率随着停留时刻的延长而增加,但其增加的速度慢慢减小,当停留时刻为t=以后,再延长停留时刻,处置水中COD、BOD、SS的去除率的转变不大,因为现在污水中的有机物浓度已相当低。
在压力为时,压力生物接触氧扮装置处置生活污水只需小时停留时刻就能够使处置出水的COD、BOD、SS等污染物达到一级排放标准,为常规生物处置法停留时刻的1/3-1/4,从而大大节省了生化池容积。
但当进水氨氮浓度较高时,使处置出水氨氮达标(不超过15mg/l)所需停留时刻要长些,本实验为小时,这是因为硝化反映要求很低的F/M,且异养菌的最大比生长速度比自养硝化菌要大得多,只有当有机物浓度很低以后,硝化菌的比生长速度与异养菌相较足够大时,硝化反映才能进行。
4、结论
(1)加压生物接触氧化法通过简单的“加压”方式提高了污水中污染物去除率,缩短了生化反映时刻。
其高效高速的关键缘故在于有效提高了污水中的溶解氧浓度,增大了氧向生物膜内转移的推动力和向生物膜内渗透深度,使生物膜活性提高,活性微生物量增多,有机物降解速度得以提高。
而且可通过调剂压力和气水比使加压生物接触氧扮装置内维持较高的溶解氧浓度来适应水质、水量的转变,耐冲击负荷。
(2)研究说明,加压生物接触氧化法处置生活污水,采纳压力为(表压),停留时刻为小时,气水比为3-4:
1时,可使处置出水的COD、BOD五、SS等污染物浓度达到一级排放标准。
与常压法相较,在相同的停留时刻内污染物去除率可提高10%-18%,取得相同的处置成效(达到一级排放标准)停留时刻仅为常规生物处置法的1/3-1/4。
因此,该法具有处置成效好、占地少、适用性强、耐冲击负荷的特点,专门适合城镇小区小型生活污水处置成套设施的建设,对高浓度有机废水的处置也有较好的应用前景。
(3)与常压法相较,加压接触氧化法的不同点是利用了紧缩空气,在压力条件下操作,由此增加了进水和进气的能耗,但这部份多的能量在处置进程中可取得回收利用。
生化柱顶部尾气可引入前面的沉砂池或调剂池进行预曝气,生化柱出水溶有气体,可采纳气浮进行固液分离,做到对空气一次加压多次利用。
参考文献
1明欲晓,曹敬华.加压生物接触氧化法的初步研究.中国环境科学,1991,11
(2):
147-150
2曹中堃,等.加压生物接触氧化法处置染料废水.城市环境与城市生态,1993,6(3):
10-14
3明欲晓,曹敬华.压力生物氧化法处置印染废水实验研究.中国给水排水,1996,12(4):
6-9
4明朗.煤加压气化废水加压曝气生物处置研究.城市环境与城市生态,1998,11
(2):
17-19
5杨秀强,刘新亭.加压生物接触氧化处置增塑剂生产废水实验研究.环境污染与防治,1996,18
(2):
21-23
ExperimentalResearchonSewageTreatmentbyPressure
ContactOxidationProcess
Abstract:
Thepressurebiologicalcontactoxidationprocess(PBCO)caneffectivelyraisethepollutantremovalefficiencybysimplepressurizedexperimentalresultsofsewagetreatmentshowthatthemajorpollutantdensitysuchasCOD,BOD5,SSineffluentisquitegoodtomeetwiththefirstleveloftheNationalwastewaterdischargestandardwhenthepressurebeing,thetreatingtimebeinghoursandtheratiobetweenairandwastewaterbeing3-4:
withconventionalprocess,thepollutantremovalefficiencyrisesby10%-18%,andthetreatingtimeisonly1/3-1/4ofthearesult,thePBCOhastheadvantagesofhightreatmentefficiency,littletreatingtime,smallareaoccupied,powerfuladaptabilityandespeciallyforsewagetreatmentofresidentialquarters.
KeyWords:
pressurizationbiologicalcontactoxidationsewagewastewater
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- 加压 生物 接触 氧化 处置 生活 污水 实验 研究