制单元内某屠宰与肉类加工型企业生产排放的废水,经现有工艺“格栅—两级气浮—调节—厌氧—缺氧—好氧—MBR膜—消毒”运行处理后,出水对比达标水质,TN、TP超标,需进行针对性的工艺改造。
1、现存问题与成因分析
1.1 冬季废水处理能力问题与成因
改造企业地处北方地区,厂区污水收集管网长,生产废水来源复杂且多为间歇式排放,经调节缓存、均化后,冬季低时水温在10℃~12℃。加之冬季为企业生产旺季,日排水量增加,而废水本质特点又与企业生产相对应,水质随之波动大,油脂、有机物浓度高,所以废水处理冬季压力比较大。
1.2 TN现存问题
出,即部分反硝化的延迟进行。
1.3 TP现存问题与成
污水的随意排放已对农村水环境、饮用水安全等造成了巨大的威胁。因此,积极推动我国农村生活污水处理迫在眉睫。鉴于农村特别是偏远农村生活污水的特点,采用一次性投资低、能耗低、运行稳定的组合处理技术对生活污水进行分散式
水经过格栅后进入处理装置,设计处理水量为200~500L/d。装置体积小、质量轻,可根据地势置于厕所旁的地下等处,既方便又美观。生物生化与湿地生态系统的结合大大减小了湿地堵塞的可能。可以根据季节在湿地栽种不同的水生蔬菜,tigao了居民的积极性,非常适合农村地区单户居民或者分散式居民生活污水的处理。研究表明,许多水生蔬菜对污水都有着一定的净化作用,例如空心菜对污水中的氮磷等都有很好的去除作用。樊均德等发现在9~12℃的低温下培养6d时水芹对污水中的NH4+-N和正磷酸盐的去除率分别可达59.34%和44.42%,表明低温下水芹对生活污水中NH4+-N和正磷酸盐均有较好的去除效果。
生物接触氧化系统:采用2级生化处理方式,选择的填料是弹性组合式填料(直径150mm),填料填充率约为65%。生物接触氧化系统微生物挂膜所用的活性污泥来自四川省成都市某市政污水处理厂的曝气池,污泥接种质量分数约为16%。
水生蔬菜型湿地净化系统:采用火山石作为系统基质,构建垂直潜流型人工湿地。自下至上火山石粒径从大到小(粒径分别为16~32、8~16、5~8mm)。火山石硬度大,具有多孔、比表面积大的特点,富含CaO、Fe2O3、Al2O3和SiO2等。国外有学者认为,富含钙、铁及铝的基质净化污水中磷的能力较强。此外,火山石表面带有正电荷,有利于微生物固着生长。火山石基质上层覆土8cm左右,可根据季节变化,栽种不同的水生蔬菜。实验中种植空心菜。研究表明,空心菜在净化农村生活污水等污染水体方面都有着较好的应用价值。同时,在传统湿地的基础上增加了曝气系统,通过控制曝气形成富氧区和缺氧区。
太阳能供电系统:主要满足污水进水和曝气泵的用电需求。设计采用单晶硅太阳能电池板,在太阳能源不足时,系统自动切换到电网辅助供电,保障系统正常运转。
装置启动初期,进水波动较大,微生物未完全适应,一体化污水处理装置处理效果波动较大。经过10d的启动,随着微生物的适应以及接触氧化池生物膜的逐渐形成,COD、NH4+-N等的处理效果逐渐tigao并趋于稳定,出水水质基本稳定。
1.3 分析方法
2017年9-12月期间,对装置进水、生物接触氧化池出水、人工湿地出水各设置1个取样点进行取样,检测项目包括COD和NH4+-N、TN、TP含量,分别采用zhonggesuanjia法(GB11914-89)、纳氏试剂分光光度法(HJ535-2009)、碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(HJ636-2012)和钼酸铵分光光度法(GB11893-89)测定。
2、结果与讨论
处理是较为经济合理的。分散式处理可以不依赖污水管网收集和运输,工艺灵活、维护简单,近年来受到越来越多的关注与研究。此外,研发一套能耗低、污染物去除效能高、管理简单,实现资源再利用,出水水质能稳定达到排放标准的单户农村生活污水一体化处理装置十分必要。
本研究依托四川某偏远农村居民生活污水展开。
1、实验部分
1.1 废水水质水量
据调查,研究区域内农村居民点分布比较稀疏,管道铺设困难、成本高,雨污分离难,污水集中处理困难。村民主要使用旱厕、粪坑收集粪污,暂存后用于农肥和浇灌;其他废水(洗漱、洗菜和刷锅水等)顺地势流入房前屋后的农灌沟、农田和堰塘等。
当地生活污水水质波动较大,废水有机物含量较低、含氮量较高,pH为6.8~8.0,COD为61.48~377.1mg/L,NH4+-N、TN、TP的质量浓度分别为8.07~50.79、22.83~52.75、4.13~5.85mg/L。
1.2 装置设计
在总结农村生活污水一体化处理技术的基础上,结合当地的经济水平和实际情况,选择一种以生物接触氧化
因
废水处理站设有厌氧环境的水解酸化池,但工艺运行并非针对除磷的厌氧-好氧工艺,未设有之间的污泥传质联络,无法实现释磷菌的除磷作用,仅靠微生物同化作用消耗,磷的去除有限。
2、工艺改造与过程优化对系统脱氮除磷的影响分析
2.1 生物脱氮工艺改造与过程优化
在兼顾脱除效果、改造成本及现有工人运行水平之后,切实可行的生物脱氮工艺改造与过程优化如下。
2.1.1 反应环境温度优化
在脱氮的硝化与反硝化进程中,硝化速率受环境温度影响比较大,如式(1)所列,环境温度的tisheng可以促进硝化的速率的增快。
式中:μmt为温度t(℃)时的大比生长速率,d-1;μm20为标准温度(20℃)时的大比生长速率,d-1;θ′为温度系数。
工艺改造优先利用企业肉制品加工余热,同时考虑企业生产过程中现有热源为冬季低温储备热,并尽可能对废水管道与设施做保温或封闭处理。经现场检测,在调试运行期间改造后的生化处理系统温度可维持在27℃~35℃。魏等人在实验中表明当温度高于19.8℃时,比反硝化负荷的tigao量有了一定的tigao,由此类推,反应温度的优化可以改善脱除效果,并在冬季低温时段更为明显。
2.1.2 外源物质优化
分段进水是基于同步硝化反硝化和动力学的研究成果,借助改进进水方式来tigao废水脱氮处理效果。Lin等人研究表明,在相同的进水负荷条件下,分段进水出水的硝态氮含量远低于传统出水。
根据A/O工艺运行特点并结合
系统对磷更多地体现在同化作用脱除,工艺改造上主要依托化学除磷技术,而限于化学除磷系统混合程度、反应时间、接触均化、分离效果等影响及工人运行水平的差异,化学除磷投加难以做到,作为保障体系,在尾水增设吸附法以保障出水达标。
能够用于化学除磷的金属药剂大部分为铝盐、铁盐与钙盐。以改造后二沉池出水(TP=2.97mg/L)为测试水样对目前常用的三种除磷剂不同投加量下的除磷效果实验结果见表1与图3。
工艺实体,为保障后段缺氧池进水的m(BOD)/m(TN)比值,促使反硝化地充分进行,将缺氧池进水改为分段进水。
2.1.3物理改造与过程调控
在A/O生物脱氮工艺中,硝化液回流比对系统的脱氮效果影响很大,过程调控如图2所示。同时回liuliang又受缺氧池池容限制,故此,经工艺整合与池体功能改造,对现有缺氧池进行了一次扩容,增加约1.4倍池容。对于尚缺池容,提出将二沉池上清液回流以稀释和改善缺氧池运行环境,如降低大量硝化液回流携带的缺氧池溶氧过高等来弥补。
与成因
根据图1监测数据,废水处理站采用A/O法生物脱氮工艺,