資訊
聯(lián)系我們
公司名稱：化工填料廠家
公司QQ：27749890
聯(lián)系人：龍經(jīng)理
業(yè)務(wù)電話：18779917026
聯(lián)系地址：江西萍鄉(xiāng)湘東陶瓷工業(yè)園
多面空心球載體新型生物轉(zhuǎn)籠處理生活污水性能研究
2019-09-06 閱讀：次
生物轉(zhuǎn)盤是一種有效的生物膜法污水處理技術(shù)。對傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤進(jìn)行改良，制成填料式生物轉(zhuǎn)籠反應(yīng)器，在轉(zhuǎn)籠中投加多面空心球作為生物載體，研究該反應(yīng)器對生活污水的處理效果。結(jié)果表明：轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速為 9～12r／min，在 HRT 從 10 h逐級降至 4．5 h的過程 中，當(dāng)進(jìn)水 COD、NH -N和 TN濃度分別為 215．9～241．0 mg／L、22．1～24．0 mg／L和 30．3— 33．9 mg／L時，率分別在 85．0％～90．2％，80．0％～98．3％及 21．3％～34．2％之間。實(shí)驗驗證了該反應(yīng)器用于生活污水處理的可行性，為農(nóng)村小規(guī)模生活污水的有效處理提供了適用技術(shù)。
隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化和農(nóng)民生活水平的提高，其生活污水的有效處理問題日益突出。因我國多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)排水系統(tǒng)不完善、資金短缺，建成的小型生活污水處理設(shè)施較少。因此，開發(fā)處理效果好、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、占地小、管理方便的農(nóng)村小型生活污水的處理技術(shù)為重要。生物轉(zhuǎn)盤 (rotatingbiologicalcontactor，RBC)是一 種生物膜法廢水處理技術(shù)，因其具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便等點(diǎn)已廣泛用于處理生活污水和工業(yè)廢水 ’，特別適用于小規(guī)模的生活污水處理。但高性能的 RBC盤 片結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工困難，限制了 RBC的推廣應(yīng)用。研究者們對生物轉(zhuǎn)盤的改進(jìn)進(jìn)行了不斷嘗試，研制出了懸浮填料轉(zhuǎn)籠式生物反應(yīng)器，在轉(zhuǎn)籠中投加懸浮填料、滌綸纖維球填料，研究了反應(yīng)器的啟動，處理受污染湖水的性能，取得了較好的效果 。但對采用不同載體的生物轉(zhuǎn)籠反應(yīng)器處理生活污水的性能缺乏系統(tǒng)研究。本研究采用已開發(fā)的新型生物轉(zhuǎn)籠 ，通過在轉(zhuǎn)籠內(nèi)投加多面空心球載體，研究其處理生活污水的物去
1 材料與方法
隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化和農(nóng)民生活水平的提高，其生活污水的有效處理問題日益突出。因我國多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)排水系統(tǒng)不完善、資金短缺，建成的小型生活污水處理設(shè)施較少。因此，開發(fā)處理效果好、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、占地小、管理方便的農(nóng)村小型生活污水的處理技術(shù)為重要。生物轉(zhuǎn)盤 (rotatingbiologicalcontactor，RBC)是一 種生物膜法廢水處理技術(shù)，因其具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便等點(diǎn)已廣泛用于處理生活污水和工業(yè)廢水 ’，特別適用于小規(guī)模的生活污水處理。但高性能的 RBC盤 片結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工困難，限制了 RBC的推廣應(yīng)用。研究者們對生物轉(zhuǎn)盤的改進(jìn)進(jìn)行了不斷嘗試，研制出了懸浮填料轉(zhuǎn)籠式生物反應(yīng)器，在轉(zhuǎn)籠中投加懸浮填料、滌綸纖維球填料，研究了反應(yīng)器的啟動，處理受污染湖水的性能，取得了較好的效果 。但對采用不同載體的生物轉(zhuǎn)籠反應(yīng)器處理生活污水的性能缺乏系統(tǒng)研究。本研究采用已開發(fā)的新型生物轉(zhuǎn)籠 ，通過在轉(zhuǎn)籠內(nèi)投加多面空心球載體，研究其處理生活污水的物去
除規(guī)律，可為小規(guī)模生活污水處理提供一種經(jīng)濟(jì)可行的實(shí)用技術(shù)。
1 材料與方法
1．1 實(shí)驗裝置及流程
生物轉(zhuǎn)籠反應(yīng)器由殼體、轉(zhuǎn)籠及腿式支座組成,殼體用不銹鋼制成，底部為半圓形；轉(zhuǎn)籠表面用不銹鋼篩網(wǎng)密閉；支座為鋼架支承。反應(yīng)器外形為長530mm、寬 440mm、高 350mm，總?cè)莘e為 50L，有效容積為 35L，浸沒面積 40％，表面篩網(wǎng) 60目；每個轉(zhuǎn)籠直徑為 300 mm，厚度為 68mm。反應(yīng)裝置流程如圖 1所示。沿水流方向，將 3個轉(zhuǎn)籠分為 1、2、3 轉(zhuǎn)籠 。每個轉(zhuǎn)籠共有 155個 qb25 mm 和 69個38mm填料。掛膜期間使用出水沉淀器，澄清出水同時回流污泥至反應(yīng)器中污泥流失。
生物轉(zhuǎn)籠反應(yīng)器由殼體、轉(zhuǎn)籠及腿式支座組成,殼體用不銹鋼制成，底部為半圓形；轉(zhuǎn)籠表面用不銹鋼篩網(wǎng)密閉；支座為鋼架支承。反應(yīng)器外形為長530mm、寬 440mm、高 350mm，總?cè)莘e為 50L，有效容積為 35L，浸沒面積 40％，表面篩網(wǎng) 60目；每個轉(zhuǎn)籠直徑為 300 mm，厚度為 68mm。反應(yīng)裝置流程如圖 1所示。沿水流方向，將 3個轉(zhuǎn)籠分為 1、2、3 轉(zhuǎn)籠 。每個轉(zhuǎn)籠共有 155個 qb25 mm 和 69個38mm填料。掛膜期間使用出水沉淀器，澄清出水同時回流污泥至反應(yīng)器中污泥流失。
1．2 實(shí)驗材料
掛膜期間采用人工合成廢水，廢水為：葡萄糖 258 mg／L；NH4C147．8 mg／L；KH2PO411 mg／L；NaHCO3mg／L；CoSO4 •7H20 0．3 mg／L；MnSO4H20 0．5 mg／L；ZnSO4 ‘7H20 0．1 mg／L；NiC12 ‘6H，0 0．01mg／L。維持進(jìn)水 COD：N：P=100：5：1，pH 在 7．0左右，反應(yīng)溫度為 17—22℃ 。
掛膜完成后實(shí)驗用水采用四川大學(xué)學(xué)生宿舍生活污水，實(shí)驗中根據(jù)濃度變化需要外加葡萄糖KH：PO 使進(jìn)水 COD、NH -N、TP濃度符合四川省鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水濃度 ，同時根據(jù)生活污水水質(zhì)情況添加一定量的 NaHCO 。
填料選用直徑為 25mm和 38mm 2種 聚丙烯塑料多面空心球，如圖 2所示，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)見表 1。
填料選用直徑為 25mm和 38mm 2種 聚丙烯塑料多面空心球，如圖 2所示，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)見表 1。
1．3 測試方法
COD采用重鉻酸鉀法；pH采用玻璃電法；DO采用納氏試劑分光光度法；TN采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法；MLSS采用重量法；生物相采用 HITACHIS-450掃描電子顯微鏡觀察。
2 結(jié)果與討論
2．1 反應(yīng)器啟動
啟動期 COD處理效果見圖 3。1～23d填料填裝率為 40％。其 中， 1～16天有污泥回流，出水COD濃度低于 50mg／L，肉眼可見 1 、2轉(zhuǎn)籠表面已形成較致密的生物膜，3轉(zhuǎn)籠表面生物膜基本成型，反應(yīng)器內(nèi)填料上未見明顯生物膜； l7天停止回流排空污泥后運(yùn)行，COD率下降，出水水質(zhì)變差； 17—23天 ，出水 COD濃度大于 100mg／L，且填料掛膜情況無改善，表明本次反應(yīng)器啟動失敗。
24天 ，多面空心球 100％填裝，采用快速排泥掛膜法 ，出水 COD濃度逐漸降低 ，后連續(xù) 8d 穩(wěn)定在 40mg／L以下，轉(zhuǎn)籠表面及填料表面均附著生物膜，結(jié)合鏡檢生物相，可以判斷反應(yīng)器啟
動成功。
可見多面空心球填裝率影響啟動效果，40％填裝時掛膜失敗，100％填裝后反應(yīng)器啟動成功。這是如 們 如因為多面空心球不具有內(nèi)孔，微生物只能在其光滑的表面生長，40％填裝時，轉(zhuǎn)籠內(nèi)的填料隨轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)動，由底部上升到高點(diǎn)后，快速跌落到轉(zhuǎn)籠底部，此時填料滾動迅速且撞擊水面產(chǎn)生沖擊力，填料表面受到強(qiáng)烈的水力沖刷，剪切力大，微生物難以附著，填料上無法形成生物膜；100％填裝后，填料滾動緩慢，水力剪切力小，可生成生物膜，反應(yīng)器可快速啟動。
2．2 污水處理效果
參照文獻(xiàn)[7]，基于轉(zhuǎn)籠外邊緣線速度基本相同的原則，控制實(shí)驗期間轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速為 9～12r／min。
2．2．1 HRT對 COD率的影響
HRT對生物轉(zhuǎn)籠 COD率有一定的影響。不同 HRT下 ，進(jìn)出水 COD濃度及率見圖4。由圖 4看 出，進(jìn)水 COD 濃度為 215．9～241．0 mg／L，HRT從 10h逐級降低到 4．5h過程中，出水 COD濃
2．2．1 HRT對 COD率的影響
HRT對生物轉(zhuǎn)籠 COD率有一定的影響。不同 HRT下 ，進(jìn)出水 COD濃度及率見圖4。由圖 4看 出，進(jìn)水 COD 濃度為 215．9～241．0 mg／L，HRT從 10h逐級降低到 4．5h過程中，出水 COD濃
度穩(wěn)定在 40mg／L以下 ，率在 85％ ～90．2％，表明該系統(tǒng)對生活污水 COD的性能良好。使用多面空心球填料時，出水 COD若要求滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918．2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)，HRT不能低于 4．5h。
2．2．2 HRT對 NH，．N率的影響
HRT對生物轉(zhuǎn)籠 NH．N率有明顯的影響。不同 HRT下 ，系統(tǒng)對 NH-N的效果和不同容積負(fù)荷下 NH，一N的率分別見圖 5和圖 6。
由圖 5可 以看出，NH一N進(jìn)水濃度為 22．1～24．0mg／L，HRT從 10h逐級降低到 6h的過程中，出水 NH 一N平均濃度穩(wěn)定在 3 mg／L以 下，率穩(wěn)定在 80．0％ ～98．3％；且由圖 6可以得知，系統(tǒng)NH一N容積負(fù)荷不斷提高，當(dāng) NH．N容積負(fù)荷 <0．1kg／(nl •d)時，系統(tǒng) NH -N率保持在 95％以上；當(dāng) NH ．N容積負(fù)荷達(dá)到 0．2 kg／(m’•d)時，氨氮率可穩(wěn)定在 80％左右。結(jié)合圖 5和 圖 6分析，HRT大于 6 h時，對系統(tǒng)處理效果無明顯影響，但當(dāng) HRT<4．5h時，出水 NH ．N濃度突然至 l0mg／L，后逐漸降低，但出水 NH 一N濃度波動較大，表明在低 HRT水平下，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，因此為保證系統(tǒng)對 NH．N 效果的穩(wěn)定，HRT應(yīng)大于4．5 h。
2．2．3 TN 的效果
不同 HRT下 ，系統(tǒng)對 TN的處理效果見圖 7。由圖 7可以看出，進(jìn)水 TN濃度為 30．3～33．9mg／L，出水 TN濃度為 21．0～26．7mg／L，率為 21．3％ ～34．2％，表明該系統(tǒng)具有一定的脫氮能力。這是因為一方面微生物的同化反硝化作用消耗了一部分硝酸鹽，另一方面是可能出現(xiàn)了同時硝化反硝化 (SND)作用。還可由圖 7看出，單級生物轉(zhuǎn)籠對 TN的效果不穩(wěn)定，TN率較低。分析原因：一是自然環(huán)境下溫度變化，反硝化菌脫氮能力受到影響；二是系統(tǒng)單級運(yùn)行，反應(yīng)器無回流措施，無缺氧段，依靠生物膜內(nèi)部的缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化脫氮，不能保證反硝化效果；三是為保證 COD、 NH一N效果反應(yīng)槽中 DO需保持較高水平，反硝化作用受到。
2．3 污泥量分析
為不影響反應(yīng)器運(yùn)行，在實(shí)驗?zāi)┢趯ξ勰嗔窟M(jìn)行測定。方法 為：每個轉(zhuǎn)籠表面刮去 120 mm ×60mm的生物膜，直接烘干后稱重，求得單位面積上的生物量，進(jìn)而可得出轉(zhuǎn)籠表面上的生物膜總量；在每個轉(zhuǎn)籠內(nèi)取 15個 (1)38mm 和 30個 (I)25 mm多 面空心球填料，先烘干后稱重，掉填料上生物膜后再次烘干稱重，根據(jù) 2次稱重結(jié)果得出單個填料上附著的生物量，進(jìn)而可得出填料上附著的生物總量；轉(zhuǎn)籠表面上的生物總量加上填料上的生物總量即為反應(yīng)器中的生物總量。污泥量 的測定結(jié)果見表 2。
由表 2可知 ，隨著水流方向，轉(zhuǎn)籠表面生物總量逐漸減少，填料上生物總量逐漸增多，單個轉(zhuǎn)籠中生物總量基本相同。分析原因，反應(yīng)器宏觀上可視為完全混合式反應(yīng)器，每個轉(zhuǎn)籠上的生物總量則基本相同；轉(zhuǎn)籠表面的微生物以異養(yǎng)菌為主，反應(yīng)槽中各處 DO大致相同，但隨著污水流向，物濃度逐漸降低，異養(yǎng)菌的勢被削弱，所以，轉(zhuǎn)籠表面的生物膜量為 1 >2 >3 ，故填料上的生物量為 1 <2<3
2．3 污泥量分析
為不影響反應(yīng)器運(yùn)行，在實(shí)驗?zāi)┢趯ξ勰嗔窟M(jìn)行測定。方法 為：每個轉(zhuǎn)籠表面刮去 120 mm ×60mm的生物膜，直接烘干后稱重，求得單位面積上的生物量，進(jìn)而可得出轉(zhuǎn)籠表面上的生物膜總量；在每個轉(zhuǎn)籠內(nèi)取 15個 (1)38mm 和 30個 (I)25 mm多 面空心球填料，先烘干后稱重，掉填料上生物膜后再次烘干稱重，根據(jù) 2次稱重結(jié)果得出單個填料上附著的生物量，進(jìn)而可得出填料上附著的生物總量；轉(zhuǎn)籠表面上的生物總量加上填料上的生物總量即為反應(yīng)器中的生物總量。污泥量 的測定結(jié)果見表 2。
由表 2可知 ，隨著水流方向，轉(zhuǎn)籠表面生物總量逐漸減少，填料上生物總量逐漸增多，單個轉(zhuǎn)籠中生物總量基本相同。分析原因，反應(yīng)器宏觀上可視為完全混合式反應(yīng)器，每個轉(zhuǎn)籠上的生物總量則基本相同；轉(zhuǎn)籠表面的微生物以異養(yǎng)菌為主，反應(yīng)槽中各處 DO大致相同，但隨著污水流向，物濃度逐漸降低，異養(yǎng)菌的勢被削弱，所以，轉(zhuǎn)籠表面的生物膜量為 1 >2 >3 ，故填料上的生物量為 1 <2<3
由表 2可以看出，轉(zhuǎn)籠表面的生物量占反應(yīng)器中總生物量的 27．8％，這表明污水中物主要由填料上的微生物完成，填料的掛膜效果對反應(yīng)器的處理效果有決定性的影響。
2．4 生物相觀察
生物轉(zhuǎn)籠表面及填料表面微生物種群豐富。生物轉(zhuǎn)籠表面生物膜在實(shí)驗初期呈黑色，而后顏色逐漸變淺；實(shí)驗?zāi)┢谏锬こ庶S褐色，質(zhì)密，部分生物膜底層呈黑色；填料表面生物膜也為黃褐色，比籠面上生物膜顏色略深。經(jīng) 60d運(yùn)行 后，取 3個轉(zhuǎn) 籠中的填料表面生物膜進(jìn)行鏡檢，發(fā)現(xiàn)各轉(zhuǎn)籠中球面上生物相基本類似，原生動物、后生動物數(shù)量和種類較多，運(yùn)動活躍，觀察到鐘蟲、累枝蟲、楣纖蟲、線蟲、草履蟲、輪蟲和大型后生動物，生物膜中體系發(fā)展完善，種群豐富。
3 結(jié) 論
(1)填料填裝率對生物轉(zhuǎn)籠反應(yīng)器啟動及穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，采用轉(zhuǎn)籠內(nèi) 100％填裝填料 “快速排泥掛膜法”啟動，可在 13d內(nèi)完成掛膜并穩(wěn)定運(yùn)行。
(2)HRT對生物轉(zhuǎn)籠反應(yīng)器物有明顯影響。HRT大于 4．5h，轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn) 速為 9～12r／min，進(jìn)水 COD濃 度為 215．9～241．0 mg／L，NH 一N濃度為 22．1～24．0mg／L，TN濃度 為 30．3～33．9 mg／L，系統(tǒng) COD和 NH-N率穩(wěn)定在 85％ 以上，可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級 A標(biāo)準(zhǔn)要求；單級生物轉(zhuǎn)籠 TN率為21．3％一34．2％，率不高。
(3)生物轉(zhuǎn)籠表面及多面空心球填料表面，微生物種群豐富，體系發(fā)展完善。
相關(guān)信息