立体循环一体化氧化沟处理城市污水研究

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1、立体循环一体化氧化沟处理城市污水研究　1工艺特点　　立体循环一体化氧化沟由曝气转刷、上下两层沟道及沉淀区组成，其特点是：　　①化沟的上层为好氧区，下层为缺氧区，混合液在上下循环过程中完成降解有机物和生物脱氮过程；　　②氧区在底层不与大气接触，缺氧环境形成快。与常规氧化沟相比，采取上下两层沟道立体循环方式减少占地面积约50%；　　　③淀区与氧化沟合建(建在氧化沟的一端)，沉淀的污泥可自动回流到氧化沟内，无需污泥回流设备，节省了投资和能耗，并对氧化沟内混合液的流态无任何影响；　　④构紧凑，运行操作简便。　　立体循环一体化氧化沟结构形式如图1所示。　　该装置由有机玻璃制成，总有效容积为

2、33L。2试验条件与方法　　原水取自城市污水检查井。试验期间的水质见表1。在试验过程中，装置内混合液的温度随季节而变化，基本维持在11～28℃。　表1　原水水质项目范围平均值pH6.84～8.17.2SS(mg/L)55～651152COD(mg/L)289～1147628BOD5(mg/L)119～470257NH3-N(mg/L)45～6759.1TN(mg/L)65～8779.4BOD5/TN　3.2　　在试验系统内混合液的循环流动由转刷推动。转刷的功能一是充氧，二是使混合液循环流动，底部不发生污泥沉积。根据设计要求，当转刷淹没深度确定后调节转刷转动速度可以保证沟内DO浓度及水流

3、速度的要求。试验期间氧化沟上层沟道的DO≥2mg/L，下层沟道保持缺氧状态。混合液的循环流速平均为0.25m/s，未出现污泥沉积现象。　　试验初期进水量为0.33L/h，逐渐增至6L/h，污泥浓度由0.9g/L逐渐增至5.0g/L。在稳定运行期间污泥浓度保持在2.0～4.9g/L，污泥负荷为0.08～0.14kgBOD5/(kgVSS·d)。　　每天监测温度、进水流量、DO和pH值，进出水中的SS、COD、NH3-N、NO3-N、NO2-N、TN等项目每周测2次，分析方法采用标准方法。　　pH值用PHS-3C型pH计测定；DO用YSI52型DO仪测定；NO3-N和NO2-N等采用离子

4、色谱分析仪测定；COD和BOD5分别用CTL-12型化学需氧量快速测试仪和BODTrakTM型生化需氧量测定仪测定。3结果与讨论3.1对有机物的去除　　稳定运行期间系统对COD的去除效果见图2(系统SRT=30d，HRT=10h)。　　由图2可看出，系统的COD去除率达到95%。当进水COD＜1000mg/L时出水COD＜50mg/L。　　系统对BOD5的去除效果见图3。　　由图3可见，系统对BOD5的去除率＞98%。运行期间进水COD和BOD5平均值分别为628mg/L和257mg/L，出水分别为37mg/L和5mg/L。由此可见，系统对有机物具有较高的去除效率。3.2对氮的

5、去除　　系统对氨氮的去除效果如图4所示。在运行期间系统内氨氮负荷为0.011～0.02kg/(kgVSS·d)，BOD5负荷为0.08～0.12kg/(kgVSS·d)。由图4可知，进水NH3-N浓度为45～67mg/L，出水中NH3-N平均浓度为1mg/L,对NH3-N去除率达99%。由此可见，该系统同样具有常规氧化沟的良好硝化效果。　　由于氧化沟的下层沟道处于缺氧状态，因此可发生反硝化，试验装置出水中NO3-N平均浓度为6.5mg/L，同时还发现下层沟道内有氮气泡出现。　　对TN的去除效果见图5。　　在稳定运行情况下，进水TN浓度为70～80mg/L，出水TN浓度为7mg/L左

6、右，对TN的去除率＞90%。3.3对出水SS浓度的控制 　　试验系统出水的SS浓度与进水SS浓度、泥龄、沉淀区的沉淀时间及分离效果等因素有关。运行期间装置进、出水中SS浓度的变化见图6(SRT为10～30d)。　　由图6可见，装置出水中SS浓度随进水SS浓度的变化而波动，但系统对SS去除率保持在90%以上。　　沉淀区沉淀时间对出水SS浓度影响较大。当进水SS浓度＜150mg/L、沉淀时间＞0.6h时，出水SS浓度＜15mg/L。在试验中发现，当进水SS浓度为650mg/L、沉淀时间为1.1h，出水SS浓度为48mg/L；将沉淀时间延长至1.5h，出水SS浓度为36mg/L。由此可见

7、，当进水中SS浓度较高时需将沉淀时间适当延长。　　在试验期间没有出现污泥膨胀现象，氧化沟内SVI值为50～260mL/g，进水SS为150mg/L左右，出水SS＜15mg/L。4影响因素分析4.1　HRT的影响　　HRT是影响氧化沟去除有机污染物的主要因素之一。当进水COD浓度为480mg/L左右、水温为23℃、HRT＜5h时，对COD去除率＜75%；随着HRT的延长，出水COD浓度迅速降低，去除效率明显提高。当HRT＞6h时，出水COD浓度＜