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1、中国给水排水 2004Vol.20CHINAWATER&WASTEWATERNo.5一体化A/O生物膜法处理生活污水姜 苏, 周集体, 郭海燕, 张志勇(大连理工大学环境与生命学院,辽宁大连116023)摘 要:根据传统的生物脱氮原理设计并制作了一体化A/O生物膜反应器,应用其处理生活污水的试验结果表明,可在反应器内同时获得好氧、缺氧两种环境,并实现了无外加水泵动力下的硝化液循环;在总水力停留时间=24h时,对COD的平均去除率达到了90%,硝化率和TN去除率分别达到了85%和70%,出水NO3-N和NO2-N浓度分别保持在15
2、和1mg/L左右。关键词:一体化A/O生物膜反应器; 生活污水; 脱氮中图分类号:X703.1 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2004)05-0056-031试验部分合的隔板组成,通过增加或减小重合面积可改变各111 试验装置区阻水板面积的大小)来提高好氧区和缓冲区的循一体化A/O生物膜反应器的结构见图1。环流量和缓冲区的DO浓度(相应地增加了硝化区容积);反之可减小曝气量和硝化区容积,使硝化液回流量与系统反硝化能力相匹配,最大程度地使硝化过程中产生的NOx-N进行反硝化,同时避免由过量曝气造成的能量浪费。污水
3、经布水管可分别流入反应器的各区域,并可通过阀门调节各区域的进水量,脱落的生物膜汇集在集泥斗里,经重力挤压浓缩后排出。反应器采用溢流出水。112 原水水质及运行参数原水采用校内教学区生活污水(水质见表1),其TN浓度较高。由于定期从污水井取水并将其图1 反应器结构贮备在储水罐内,反应器进水水质波动较大。反应器底部一侧设曝气装置,通过在反应器内表1 原水水质设置隔板(阻水板)而形成不同的DO浓度分区:好项 目范 围氧区、缓冲区和缺氧区,其有效容积分别为135、90、COD(mg/L)200～400+(mg/L)60～90和135L。三
4、个区域设置的弹性填料密度分别为NH4-N33NO3-N(mg/L)0～30.015、0.011和0.021m/m。在好氧区和缺氧区NO2-N(mg/L)0～0.05内分别进行硝化和反硝化反应,硝化液在缺氧区和TN(mg/L)70～110好氧区间的循环利用压缩空气的推动力来实现。缓碱度(以CaCO3计)(mg/L)350冲区的存在不仅保证了缺氧区较低的DO浓度,而pH7～8且增强了反应器的抗冲击能力。根据硝化过程优先 试验中(水温为20.3～24℃)考察了好氧区连的原则,当进水氨氮负荷增加时可通过增加曝气量续进水时A/O一体化反应
5、器对生活污水的处理效和减小阻水板面积(每个阻水板由上下两片部分重果。进水流量与水力停留时间的关系如图2所示,·56·©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2004Vol.20 中国给水排水 No.5当进水流量从6L/h逐渐提高到15L/h时总水力停留时间由60h缩短到24h,其中在好氧区的水力停留时间由22.5h减小到9h。图4
6、反应器对COD的去除效果213 对氮的去除图2 进水量与水力停留时间的关系硝化和反硝化过程分别在好氧区和缺氧区内完113 分析项目及方法成,随着各区生物膜的成熟,在HRT逐渐缩短的情每天监测水温、进水流量、DO和pH值,其中况下出水TN浓度反而降低,后期进水TN约105+进、出水的NH4-N、NO3-N、NO2-N、TN、mg/L,出水TN为25mg/L左右,去除率达到了COD、碱度等项目五天测一次,均采用标准方法测70%。图5为反应器连续运行期间进、出水TN及定;pH值采用PHS-25型酸度计测定;DO采用TN去除率随时间的变化
7、情况。JPSJ-605型溶解氧分析仪在线测定。2结果与讨论211DO分布反应器内的液体循环依曝气产生的推动力来实现,各区的DO含量为由流动污水扩散的DO与各区微生物呼吸作用消耗的DO之差。通过调节各区阻水板的面积来调节循环流量,经过一段时间的运行后各区便形成了明显的DO浓度梯度(见图3):好氧区的DO值保持在2mg/L以上,缓冲区的DO图5 反应器对TN的去除效果值为0～1mg/L,缺氧区的DO值始终低于0.5mg/2.3.1 硝化过程L,且从填料底部至上部DO值逐渐增大。从表观生物膜法有利于世代时间较长的自养硝化菌的上看,从好氧
8、区到缺氧区生物膜的颜色由黄褐色逐+生长,整个试验阶段出水NH4-N、NO3-N和NO2渐变为黑色。-N浓度的变化见图6。图3 各区DO沿填料高度的分布212 对有机物的去除反应器稳定运行期间进、出水COD浓度及其去除率见图4。由于原水在储水池中停留
