万博在线登录注册 泥膜共生氨氧化万博在线登录注册技術

2021-04-21  來自: 万博在线登录注册 瀏覽次數:159

活性污泥法 自1912年被提出以來,經過100多年發展,已經成為了眾多 万博在线登录注册 技術中應用為廣泛的方法。20世紀80年代在傳統 活性污泥 法基礎上發展起來的活性 污泥 —生物膜共生技術 (IntegratedFixed-FilmActivatedSludge,IFAS)結合了活性污泥和生物膜的優勢,使污 水處理 效果得到了提升。近年來,隨著工業化和城市化程度地不斷提升, 城鎮污水 排放量和 氮磷 污染物不斷增加,導致了生活 万博在线登录注册 中低 COD 質量濃度和 水體 富營養化的現狀,而氮磷是引起水體富營養化的主要因素。隨著國1家眾多 環保政策 的出臺,給 污水 處理領域提出了更高要求,越來越多的水處理廠面臨著深度 脫氮除磷 、脫除重金屬的挑戰,為了滿足需求,只能依賴價格高昂的納濾膜或者反滲透膜,然而成本往往無法承受,因此亟需能夠低成本實現污水深度處理與回用的新技術。 厭氧氨氧化 (AnaerobicAmmoniumOxidation,Anammox)技術由于節省能量、剩余污泥產量低、節約投資成本和運行費用的優勢,在處理低 碳氮比 的高 氨氮 濃度万博在线登录注册方面廣泛應用。

  本實驗結合活性污泥—生物膜共生和 厭氧 氧化 万博在线登录注册各自的優勢,設計了全新的泥膜共生氨氧化(IFAS-Mox)万博在线登录注册技術,制成處理能力為0.5t/d的一體化万博在线登录注册裝置,對裝置運行過程中的 懸浮物 ( SS )、化學需氧量(COD)、總氮( TN )、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)等數據進行跟蹤分析,終裝置穩定運行后出水達到了我國GB18918—2002,城市 万博在线登录注册廠 水污染物 排放標準 一級A處理效果。

  1、實驗 工藝 介紹

  格柵除渣的生活污水在經過預曝氣之后,進入一體化IFASMox万博在线登录注册裝置中,一體化万博在线登录注册裝置中部格柵上放置經過改性的混合多孔 微生物 載體,工藝流程如圖1所示。在經過一段時間微生物馴化富集培養之后,活性污泥在反應器中以懸浮生長的狀態存在,微生物在載體表面及孔隙表面富集成膜,形成類顆粒污泥的三維立體生態結構。在活性污泥作用下,污水中的有機物被逐步降解消耗,達到去除COD的目的。經過預曝氣的污水中富含 溶解氧 ,進水流經載體所形成的顆粒污泥,在其表面形成具有高濃度溶解氧的 好氧 層,在載體內部,隨著氧氣消耗,逐漸變為厭氧狀態,在溶解氧梯度變化的載體微生態壞境中,能夠實現亞硝化細菌和厭氧氨氧化細菌協同共生,促進不同微生態層之間近距離物質傳遞,終形成穩定的厭氧氨氧化反應達到脫氮的目的。另外,隨著污水中溶解氧被消耗,沿反應器水流方向的溶解氧濃度逐漸降低,由初的好氧狀態轉變為厭氧狀態,在活性污泥中硝化菌和反硝化菌作用下發生硝化—反硝化反應脫除氨氮。一體化裝置內活性污泥和生物膜中的亞硝化、硝化、反硝化及厭氧氨氧化菌在協同作用下,終達到深度脫氮的效果。多孔載體對污水中的重金屬、磷和難降解有機物還有吸附脫除作用,進一步提高出水 水質

泥膜共生氨氧化

  亞硝化反應(亞硝酸菌):

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  厭氧氨氧化反應化學計量學方程式:

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  硝化反應(硝化菌):

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  反硝化反應(反硝化菌):6NO3-+5CH3OH→5CO2+3N2+7H2O+6OH-

  2、實驗過程

  2.1 微生物載體制備

  選用多孔的石墨、火山巖、沸石混合物(體積比為1∶1∶1)為本實驗的生物載體,對其進行酸/堿溶液浸泡腐蝕前處理過程,將多孔材料孔隙中的雜質溶解,隨后用蒸餾水沖洗直至水洗液呈中性,終填料形成了疏松多孔的立體絮狀結構。經過前處理過程,填料比表面積由2左右增加到5以上,增加了生物膜有效附著面積,有利于其微生態環境的形成和后續實驗的順利展開。

  2.2 一體化万博在线登录注册裝置

  設計容積為0.6m3、日處理量為0.5t的一體化万博在线登录注册裝置,在裝置中部設置格柵,格柵上放置0.18m3載體。污水在進入一體化裝置前,先經過格柵除渣和曝氣處理,使進水中富含溶解氧;出水口后設置沉淀池,使泥水分離后出水。

  本實驗中,不投加外加 碳源 及菌種,進水為城市生活污水,具有COD濃度低、氨氮濃度高、進水污染物濃度波動小的特點,在30周的運行過程中,進水懸浮物(SS)濃度200mg/L,COD濃度為200mg/L,NH3-N濃度40mg/L~50mg/L,TP濃度10mg/L。將該万博在线登录注册裝置運行30周,期間定時取水樣采用國1家 標準 方法測定,對運行周期內的懸浮物(SS)、化學需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)和總磷(TP)數據進行跟蹤分析。

  3、裝置運行情況

  3.1 SS去除效果

  設備運行30周,懸浮物去除效果如圖2所示,在設備運行穩定后,去除率穩定在95%以上,出水SS濃度小于10mg/L,去除效果好。

泥膜共生氨氧化

  3.2 COD去除效果

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  COD去除效果如圖3所示。從圖3中可以看出,裝置運行4周后COD去除率基本穩定,均保持在80%以上,后期 出水COD 濃度小于50mg/L,去除效果良好,達到城市万博在线登录注册廠水污染物排放一級A標準。分析本實驗進水中,僅有一次曝氣處理,由于水中溶解氧限制,導致COD濃度進一步降低困難。

  3.3 NH3-N去除效果

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  運行期間,TN和NH3-N去除效果如圖4所示,從圖4中數據可知,設備運行穩定后,TN整體去除率達到80%以上,TN濃度穩定在10mg/L左右。在設備運行前兩周,氨氮去除率較低,僅為20%~40%,之后氨氮去除效果開始逐漸好轉,第9周后氨氮去除率達到68.6%,總體去除效果良好。后期裝置穩定運行后,氨氮的平均去除率為90.7%,且出水NH3-N濃度小于5.0mg/L,達到城市万博在线登录注册廠水污染物排放一級A標準。從圖4中可以看出,NH3-N去除達到穩定狀態用時較長,約為11周,這可能是由于厭氧氨氧化菌(在30℃~40℃條件下,其倍增時間為10d~14d)生長緩慢導致的。

  3.4 TP去除效果

泥膜共生氨氧化

  設備運行期間,TP去除情況如圖5所示,從圖5中數據可知,在運行的第1周和第2周,TP的去除效果為20%,從第3周開始,TP去除率 升高 ,在裝置穩定運行后,去除率達到95%以上,出水TP濃度穩定在0.5mg/L以下,達到城市万博在线登录注册廠水污染物排放一級A標準。設備總磷去除效果好,除了填料的吸附作用外,推測在裝置內發生了“氣化 除磷 ”反應,即磷酸鹽被還原為磷1化氫以達到除磷的效果。

  4、結語

  研究了將活性污泥—生物膜共生、厭氧氨氧化技術有機結合起來的泥膜共生氨氧化(IFAS-Mox)万博在线登录注册技術,生活污水經過該技術處理,達到深度脫除氮磷的效果,裝置穩定運行后,SS,COD,TN,NH3-N及TP去除率均達到了城市万博在线登录注册廠水污染物排放一級A標準。


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