DATB聯(lián)合CWs工藝處理生活污水試驗研究

第25卷第1期蘭州交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Vol.25No.1.2006年2月Journal of Lanzhou Jiaotong U niversity (Natural Sciences)Feb, 2006文章編號:1001 -4373( 2006)01-0073-03DATB聯(lián)合CWs工藝處理生活污水試驗研究.譚磊'，王俊峰2， 王寶山3(1. 蘭州交通大學(xué)數理與軟件工程學(xué)院,甘肅蘭州730070;2. 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院,甘肅蘭州730050;3.蘭州交通大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院,甘肅蘭州730070)摘要:介紹了 降流式厭氧紊動(dòng)床(DATB)聯(lián)合人工濕地(CWs)處理生活污水工藝. DATB通過(guò)沼氣強制循環(huán),使懸浮載體顆粒處于流化狀態(tài),當HRT=6 h時(shí),DATB對COD去除率可達70%左右. DATB出水再通過(guò)CWs處理,當HRT=6d時(shí),CWs對污水中的COD進(jìn)一步降除,同時(shí)可對污水中的NH3-N.TP有效去除,從而實(shí)現污水資源化. DATB與CWs聯(lián)合工藝處理生活污水效果好、耗能低,具有顯著(zhù)的生態(tài)效益和社會(huì )效益,適合農村中、小城鎮的污水處理.關(guān)鍵詞:降流式厭氧紊動(dòng)床(DATB);人工濕地(CWs);污水資源化;厭氧中圖分類(lèi)號: X703. 1文獻標識碼:A.厭氧技術(shù)與傳統的好氧技術(shù)相比具有工藝簡(jiǎn)1.2實(shí)驗裝 置及流程單、能耗低、產(chǎn)泥量小、營(yíng)養需求少、對水源的適應范試驗裝置流程如圖1所示.污水首先由泵打入圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因而對厭氧技術(shù)的研究逐漸增多[1~8].DATB,反應器內徑100 mm,有效高度1 000 mm,有人工濕地(Constructed Wetlands,CWs)系統處理污效容積7.85L,底部有脫落污泥的圓錐體.反應器中水具有凈化效果好、工藝設備簡(jiǎn)單、 運轉維護管理方載體選用江蘇省宜興市彬鵬環(huán)保設備有限公司生產(chǎn)便、能耗低、對負荷變化適應性強、工程基建和運行的聚丙烯球載體.其密度為0.92 kg. L-1 ,略輕于水，費用低、可實(shí)現廢水的資源化等特點(diǎn),正越來(lái)越多地可在水中懸浮并隨水體流動(dòng),形狀圓形,直徑1.0cm,得到人們的關(guān)注,在城市建設中應用越來(lái)越多4.采比表面積約為720 m2●m~3.試驗在常溫下進(jìn)行,沼用降流式厭氧紊動(dòng)床(DATB)聯(lián)合人工濕地(CWs)氣由氣體泵循環(huán),氣流速度為0.6 L. min-' ,循環(huán)氣處理生活污水,取得了良好效果,出水可實(shí)現污水資體布氣點(diǎn)距反應器底150mm,氣體通過(guò)橡皮管輸送.源化,用于綠化、農田灌溉等.經(jīng)過(guò)DATB處理的污水進(jìn)入模擬人工濕地(CWs),模擬人工濕地(CWs)底部為防滲層,先敷設礫石,再敷1試驗 內容與方法設土壤，其上種植蘆葦.人工濕地有效長(cháng)度1 5001.1試驗水質(zhì)mm,有效寬度300mm,有效水深200mm.試驗用水采用蘭州理工大學(xué)學(xué)生宿舍樓集水井氣壓計中生活污水,具體水質(zhì)如表1所示.表1試驗用污水水質(zhì)3Tab. 1 Synthetic wastewater composition_5主要水質(zhì)指標測定值污泥排放CODc:/mg●L-1510~ 7001.貯水箱;2.水泵;3. DATB;4. 氣體泵;5. CWsBOD3/mg. L~250~ 340TP/mg. L10~15圖1試驗裝置工藝流程圖NH;一N/mg. L-'30~40中國煤化Isperimental equipmentsSS/mg●L185~255pH值6.5~7.3T.CNMHG測試項日”COD、BUD5、NH3-N、TP. SS、pH .水溫/C15. 5~ 25收稿日期:2005-06-30作者簡(jiǎn)介:譚磊(1979-),女.廣 東中山人,碩士生.74蘭州交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)第25卷均采用標準方法進(jìn)行監測[5].30010C2實(shí)驗結果與討論.8曾200602.1降流式厭氧紊動(dòng)床(DATB)的啟動(dòng)3 150140100士出水COD首先在反應器中植入接種污泥,接種污泥采用雁50”去除率2兒灣污水處理廠(chǎng)板框壓濾后的干污泥,外觀(guān)呈黑色，4書(shū)1011702252VSS/SS=0.45.反應器置于恒溫室,反應器啟動(dòng)分兩時(shí)間d段進(jìn)行，先好氧掛膜后厭氧掛膜.好氧預掛膜時(shí)采用圖3 DATB 處理效果蘭州理工大學(xué)學(xué)生宿舍樓集水井中生活污水,CODFig.3 Results of DATB on removal of COD約為600 mg●L-1 ,采用HRT=5 h,運行15 d.厭氧反應器對氮去除率在10%以下,磷則基本未去除，掛膜時(shí)采用糞便污水,COD約為8000 mg. L,采故DATB出水需經(jīng)過(guò)CWs進(jìn)一步處理.用HRT=7~10 h,運行30 d后填料表面形成一層黑揮發(fā)酸是有機物厭氧發(fā)酵過(guò)程中的主要產(chǎn)褐色的生物膜,出水水質(zhì)趨于穩定.此時(shí),有機負荷物口,過(guò)度積累會(huì )抑制產(chǎn)甲烷菌的生長(cháng),特別是當反(OLD)達到7.0kg.m-3●dI.停止掛膜,然后用蘭應器中堿度不足時(shí),所以在生活污水中必須保證一州理工大學(xué)學(xué)生宿舍樓集水井中生活污水進(jìn)行試驗.定的堿度,試驗中利用生活污水自身的堿度,可以滿(mǎn)在試驗中首先利用好氧預掛膜,利用好氧菌繁足DATB處理過(guò)程的需求.殖速度快的特點(diǎn),在較短的時(shí)間內,在載體表面成2.3 CWs處理效果膜,改善載體膜表面的性能，縮短了厭氧掛膜時(shí)間.將DATB出水引入人工濕地CWs,利用自然生厭氧掛膜過(guò)程中,生物膜中的細菌由球菌占優(yōu)勢逐態(tài)系統中所發(fā)生的物理、化學(xué)和生物作用的綜合效應步過(guò)渡到索氏甲烷絲狀菌占優(yōu)勢.掛膜過(guò)程中微生來(lái)實(shí)現對廢水的凈化58].穩定進(jìn)水COD為190士20.物優(yōu)先選擇載體上的微空裂縫和凹陷部位附著(zhù)和生mg.L時(shí),處理效果與HRT的關(guān)系如圖4所示.長(cháng)繁殖,在局部形成生物膜,然后擴展到整個(gè)載體100p ▲7100上[6].由于反應器內強烈的紊動(dòng),使合成的聚合物和80-80還大量生物停留于具有高比表面積載體的表面,使DATB生物膜表現出低厚度、高密度的特點(diǎn).2.2 DATB的處理效果- +-出水COD20一- 去除率.調整試驗水溫穩定在21士0.5 "C ,進(jìn)水COD為600士HRT/d20mg.L1時(shí)，處理效果與HRT的關(guān)系如圖2所示.圖4HRT對CWs處理效果的影響士沓CoDy100Fig.4 Efct of reaction time on removal of COD in CWs, 400-80 退由圖4可知,當HRT大于6d時(shí),COD去除率300-50盛20040常降低減緩,且故可采用HRT=6 d作為污水在CWs0中的接觸時(shí)間.048HRT/h圖2HRT對DATB處理效果的影響8(480Fig.2 Effct of reaction time on removal of COD in DATB由圖2可知,當HRT大于6 h時(shí),COD去除率+出水COD{2降低減緩,故可采用HRT=6 h作為生活污水在一*-去除率DATB中的接觸時(shí)間.中國煤化工茲藝28°0采用HRT=6 h,試驗水溫18. 8~24.2 "C,進(jìn)MHCNMHG圖5 CWs處理效果水COD在520~680mg●L1時(shí),DATB正常運行Fig.5 Results of CWs on removal of COD一個(gè)月,處理效果如圖3所示.采用HRT=6 d,正常運行30 d,當進(jìn)水COD由圖3可知，DATB對COD的處理效果明顯,在144mg.L至234mg●L-變化時(shí)，CWs對去除率約為65%~ 75%.但由于厭氧過(guò)程的限制，第1期譚磊等:DATB聯(lián)合CWs工藝處理生活污水試驗研究75COD的處理效果如圖5所示,對NHs-N、TP的處參考文獻:理效果如圖6所示.50r[1] Zakiah A Kassam, Laleh Yerushalmi,Serge R Guiot. A40-Market Study on the Anaerobic Waste- water Treat-ment Systems[J]. Water, Air, &. Soil Pollution, 2003 ,30.進(jìn)水氨氮一-進(jìn)水TP-出水氨氮一出水TP143(1-4):179-192.10[2]Gavrilescu M. Engineering concerns and new develop-ments in anaerobic waste - water treatment [J]. Clean759131721 25 29Products and Processes , 2003 ,3(4):346-362.時(shí)間/d[3] 陸嘉茲,何 軍.蕭山污水處理廠(chǎng)擴建工程[J].給水排圖6 CWs對 NH;- N、TP的處理效果水,2005 ,31(7):31 -36.Fig.6 Results of CWs on removal of NHs - N and TP[4]Tanner C C. Growth and nutrient dynamics of soft -由圖5,6可知，CWs對COD的去除率可達到stem bulrush in constructed wetlands treating nutrient70%以上,出水COD在60mg. L-'以下,對氨氮和-rich wastewaters[J]. Wetlands Ecology and Manage-磷的去除率也達到了80%以上,出水NHs-N小于ment,2001,9(1):49-73.7mg●L-,TP小于2mg●L-1.出水可用于農田[5] 國家環(huán)?？偩炙蛷U水監測分析方法編委會(huì ).水和廢.灌溉，也可經(jīng)簡(jiǎn)單處理后,用于生活雜用水.水監測分析方法[M].第4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.3結論[6]葉芬霞.載體好氧預掛膜處理對厭氧生物顆粒性能的.影響[J].環(huán)境科學(xué)研究,2002,15(2) :22-25.1)當HRT=6h時(shí),DATB對生活污水的COD[7]亓化亮,陳學(xué)民.城鎮污水混凝預處理及污泥厭氧消化去除率可達70%左右;2)當HRT=6 d時(shí),CWs對生試驗研究[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報,2004,23(4):37-40.活污水中COD的去除率可達到70%以上，同時(shí)對氨[8] Goulet R R, Leclair EN, PickF R. The Evaluation of氮和總磷的去除效率也達到了80%以上;3) DATBMetal Retention by a Constructed Wetland Using the聯(lián)合CWs工藝處理生活污水效果好、耗能低,具有顯Pulmonate Gastropod Helisoma trivolvis (Say)[J]. Ar-著(zhù)的生態(tài)效益和社會(huì )效益.適合農村中、小城鎮的污chives of Environmental Contamination and Toxicolo-水處理,在我國具有廣闊的應用前景.gy,2001 ,40(3):303-310.Study of Treatment of Domestic Sewage by Downflow Anaerobic TurbulentBed and Constructed WetlandsTan Lei'， W ang Junfeng2，" W ang Baoshan3(1. School of Mathematics, Physics &. Software Engineering , Lanzhou Jiaotong University , Lanzhou 730070,China;2. School of Petrochemical Technology , Lanzhou Univ. of Tech. , Lanzhou 730050 ,China;3. School of Environmental Science and Municipal Engineering . Lanzhou Jiaotong University , Lanzhou 730070 ,China)Abstract: The technique of Downflow Anaerobic Turbulent Bed and Constructed Wetlands is proposed totreat domestic sewage. In DATB, the supporter is forced by sludge gas to ensure its fluidity. When HRT is6h in DATB, the removal rate of COD is about 70% , then the effluent from DATB is treated by CWs. WhenHRT is 6d in CWs,the COD in wastewater can be advanced treated,and NHs-N and TP are removed ef-fectively at the same time. They can implement renovation中國煤化工CWs treatment to do-mestic sewage have high activity and low energy consumpti:THCN M H Gent eologicall and so-cial results,which fit to treat to domestic sewage of rural area ana' town.Key words: Downflow Anaerobic Turbulent Bed (DATB); Constructed Wetlands (CWs); renovation ofwastewater; anaerobic