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農(nóng)村生活污水處理技術(shù)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國農(nóng)村每年產(chǎn)生80多億立方米的生活污水，但大多數(shù)地區(qū)沒有相應(yīng)完善的水處理系統(tǒng)，因此研究一種可行的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)非常重要。
農(nóng)村生活污水的主要來源是廚房、洗浴、洗滌和沖洗。其數(shù)量、組成和污染物濃度與城鄉(xiāng)居民的生活習(xí)慣、生活水平和用水量有關(guān)。因?yàn)樗写罅康臓I養(yǎng)物質(zhì)、細(xì)菌和病毒，很容易造成地表水和地下水的污染。本項(xiàng)目采用的太陽能厭氧-好氧一體化技術(shù)是結(jié)合農(nóng)村實(shí)際情況，對厭氧-三級好氧/缺氧生物膜工藝進(jìn)行改進(jìn)后的新技術(shù)。
1流程設(shè)計(jì)。
1.1水質(zhì)水量。
農(nóng)村276戶，日均污水量89m3。排出的污水從處理站的集水箱中排出。生活污水水質(zhì)見表1。
處理站由集水泄洪池、水解酸化調(diào)節(jié)池、接觸氧化、污泥沉淀池和蓄水池組成，總有效容積為160m3，其中水解酸化調(diào)節(jié)池(115m3)與接觸氧化區(qū)(21m3)的容積比為5.5:1左右，水解酸化調(diào)節(jié)池設(shè)有污泥排放口。
本污水處理站水解酸化調(diào)節(jié)池和接觸氧化區(qū)為主要反應(yīng)區(qū)，整個反應(yīng)主區(qū)采用組合填料填充，其中水解酸化段填充率為60%，水力負(fù)荷為0.78m3/(m3·d)。接觸氧化區(qū)填充率為75%，水力負(fù)荷為4.24m3/(m3·d)。設(shè)計(jì)處理能力為100m3/d，運(yùn)行時(shí)實(shí)際平均涌水量為89t/d，進(jìn)水方式為自動間歇進(jìn)水，系統(tǒng)運(yùn)行方式為間歇曝氣連續(xù)回流。
1.2工藝流程。
工藝流程見圖1。
圖1工藝流程。
該工藝產(chǎn)生的污泥量極小，自運(yùn)行以來沒有進(jìn)行過污泥清洗。
2結(jié)果與討論。
2.1化學(xué)需氧量和生物需氧量的變化。
經(jīng)過多次試驗(yàn)，生活污水進(jìn)水水質(zhì)分別為144~387mg/L和53~132mg/L。處理后的出水水質(zhì)ρ(化學(xué)需氧量)<60.3毫克/升，ρ(生化需氧量)<20毫克/升..可見，太陽能厭氧-好氧一體化技術(shù)對化學(xué)需氧量和生化需氧量的平均去除率在70%以上。出水穩(wěn)定，處理效果好。
2.2氨氮去除率。
從2010年3月開始每4天采樣一次，共獲得有效數(shù)據(jù)16次。根據(jù)連續(xù)16次監(jiān)測和分析原水進(jìn)水和出水氨氮的結(jié)果(圖2)。結(jié)果表明，進(jìn)水和出水氨氮的平均去除率分別為29.19和21.89毫克/升，平均去除率為26.87%。從檢測結(jié)果可以看出，NH3-N的去除率不高，可能是由兩個因素造成的:1)水體中的有機(jī)氮在厭氧條件下，通過厭氧菌的氨化作用，將氮轉(zhuǎn)化為氨氮，導(dǎo)致氨氮含量迅速增加。但硝化細(xì)菌的產(chǎn)生時(shí)間較長，整個系統(tǒng)的啟動時(shí)間較短，接觸氧化池中硝化細(xì)菌不占優(yōu)勢。2)NH4+在厭氧條件下被硝化轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-。也許水中缺少電子受體使反應(yīng)不完全。
圖2NH3-n去除率。
2.3該工藝對TN的去除率。
經(jīng)太陽能厭氧-好氧一體化工藝處理后，總氮平均去除率達(dá)到38.25%。出水ρ(總氮)小于33.5毫克/升..出水TN值雖然達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，但去除率較低。如圖3所示。
圖3TN去除效果。
為了分析去除率低的原因，對污水中的總碳和無機(jī)碳進(jìn)行了監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明，無機(jī)碳含量在83.71~165.8毫克/升之間�？偺己繛�92.4~230.1毫克/升，進(jìn)水碳氮比為3.0~4.0。研究表明，過量的無機(jī)碳含量可以促進(jìn)異養(yǎng)反硝化菌的生長，增強(qiáng)其與厭氧氨氧化菌競爭底物的能力，因此總氮去除率隨著無機(jī)碳濃度的增加而降低。另一項(xiàng)研究證實(shí)，在厭氧(2h)-缺氧(1.5h)-好氧(1.5h)的運(yùn)行條件下，當(dāng)碳氮比>5時(shí)，SBR中磷和氮的去除率均在90%以上。因此可以推斷，TN去除率低是由于碳源不足，無機(jī)碳含量高。
2.4該工藝對糞大腸菌群的處理效果。
由于在處理站安裝了紫外線消毒設(shè)備，從圖4可以看出，進(jìn)水中的糞大腸菌群在1600~2400/100mL之間，出水中的糞大腸菌群在30/100mL以下，去除率在95%以上。出水達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，可用于農(nóng)田灌溉。
圖4糞大腸菌群去除效果。
3結(jié)論。
1)結(jié)果表明，太陽能厭氧-好氧一體化工藝對農(nóng)村的化學(xué)需氧量、生化需氧量和糞大腸菌群有較好的處理效果。去除率在70%和95%以上，平均出水濃度分別為ρ(化學(xué)需氧量)<60.3毫克/升和ρ(生化需氧量)<20毫克/升。出水達(dá)到灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)。詳見
2)該工藝對NH3-N的去除效果不高，分析了氨氮濃度變化的影響因素:一方面，厭氧環(huán)境下污泥氨化作用將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，增加了污水中的氨氮濃度；另一方面，反應(yīng)器中厭氧污泥的生長消耗了部分氨氮，而厭氧污泥的產(chǎn)量很低，消耗的氨氮很少。未來可將反硝化氨化細(xì)菌投入?yún)捬跷勰嘀�，增加污泥活性�?/span>
3)3)TN去除效果不理想，去除率為38.25%。今后可以在補(bǔ)充碳源和改善無機(jī)碳預(yù)處理方面進(jìn)行改進(jìn)。農(nóng)村生活污水處理技術(shù)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國農(nóng)村每年產(chǎn)生80多億立方米的生活污水，但大多數(shù)地區(qū)沒有相應(yīng)完善的水處理系統(tǒng)，因此研究一種可行的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)非常重要。
農(nóng)村生活污水的主要來源是廚房、洗浴、洗滌和沖洗。其數(shù)量、組成和污染物濃度與城鄉(xiāng)居民的生活習(xí)慣、生活水平和用水量有關(guān)。因?yàn)樗写罅康臓I養(yǎng)物質(zhì)、細(xì)菌和病毒，很容易造成地表水和地下水的污染。本項(xiàng)目采用的太陽能厭氧-好氧一體化技術(shù)是結(jié)合農(nóng)村實(shí)際情況，對厭氧-三級好氧/缺氧生物膜工藝進(jìn)行改進(jìn)后的新技術(shù)。
1流程設(shè)計(jì)。
1.1水質(zhì)水量。
農(nóng)村276戶，日均污水量89m3。排出的污水從處理站的集水箱中排出。生活污水水質(zhì)見表1。
處理站由集水泄洪池、水解酸化調(diào)節(jié)池、接觸氧化、污泥沉淀池和蓄水池組成，總有效容積為160m3，其中水解酸化調(diào)節(jié)池(115m3)與接觸氧化區(qū)(21m3)的容積比為5.5:1左右，水解酸化調(diào)節(jié)池設(shè)有污泥排放口。
本污水處理站水解酸化調(diào)節(jié)池和接觸氧化區(qū)為主要反應(yīng)區(qū)，整個反應(yīng)主區(qū)采用組合填料填充，其中水解酸化段填充率為60%，水力負(fù)荷為0.78m3/(m3·d)。接觸氧化區(qū)填充率為75%，水力負(fù)荷為4.24m3/(m3·d)。設(shè)計(jì)處理能力為100m3/d，運(yùn)行時(shí)實(shí)際平均涌水量為89t/d，進(jìn)水方式為自動間歇進(jìn)水，系統(tǒng)運(yùn)行方式為間歇曝氣連續(xù)回流。
1.2工藝流程。
工藝流程見圖1。
圖1工藝流程。
該工藝產(chǎn)生的污泥量極小，自運(yùn)行以來沒有進(jìn)行過污泥清洗。
2結(jié)果與討論。
2.1化學(xué)需氧量和生物需氧量的變化。
經(jīng)過多次試驗(yàn)，生活污水進(jìn)水水質(zhì)分別為144~387mg/L和53~132mg/L。處理后的出水水質(zhì)ρ(化學(xué)需氧量)<60.3毫克/升，ρ(生化需氧量)<20毫克/升..可見，太陽能厭氧-好氧一體化技術(shù)對化學(xué)需氧量和生化需氧量的平均去除率在70%以上。出水穩(wěn)定，處理效果好。
2.2氨氮去除率。
從2010年3月開始每4天采樣一次，共獲得有效數(shù)據(jù)16次。根據(jù)連續(xù)16次監(jiān)測和分析原水進(jìn)水和出水氨氮的結(jié)果(圖2)。結(jié)果表明，進(jìn)水和出水氨氮的平均去除率分別為29.19和21.89毫克/升，平均去除率為26.87%。從檢測結(jié)果可以看出，NH3-N的去除率不高，可能是由兩個因素造成的:1)水體中的有機(jī)氮在厭氧條件下，通過厭氧菌的氨化作用，將氮轉(zhuǎn)化為氨氮，導(dǎo)致氨氮含量迅速增加。但硝化細(xì)菌的產(chǎn)生時(shí)間較長，整個系統(tǒng)的啟動時(shí)間較短，接觸氧化池中硝化細(xì)菌不占優(yōu)勢。2)NH4+在厭氧條件下被硝化轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-。也許水中缺少電子受體使反應(yīng)不完全。
圖2NH3-n去除率。
2.3該工藝對TN的去除率。
經(jīng)太陽能厭氧-好氧一體化工藝處理后，總氮平均去除率達(dá)到38.25%。出水ρ(總氮)小于33.5毫克/升..出水TN值雖然達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，但去除率較低。如圖3所示。
圖3TN去除效果。
為了分析去除率低的原因，對污水中的總碳和無機(jī)碳進(jìn)行了監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明，無機(jī)碳含量在83.71~165.8毫克/升之間�？偺己繛�92.4~230.1毫克/升，進(jìn)水碳氮比為3.0~4.0。研究表明，過量的無機(jī)碳含量可以促進(jìn)異養(yǎng)反硝化菌的生長，增強(qiáng)其與厭氧氨氧化菌競爭底物的能力，因此總氮去除率隨著無機(jī)碳濃度的增加而降低。另一項(xiàng)研究證實(shí)，在厭氧(2h)-缺氧(1.5h)-好氧(1.5h)的運(yùn)行條件下，當(dāng)碳氮比>5時(shí)，SBR中磷和氮的去除率均在90%以上。因此可以推斷，TN去除率低是由于碳源不足，無機(jī)碳含量高。
2.4該工藝對糞大腸菌群的處理效果。
由于在處理站安裝了紫外線消毒設(shè)備，從圖4可以看出，進(jìn)水中的糞大腸菌群在1600~2400/100mL之間，出水中的糞大腸菌群在30/100mL以下，去除率在95%以上。出水達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，可用于農(nóng)田灌溉。
圖4糞大腸菌群去除效果。
3結(jié)論。
1)結(jié)果表明，太陽能厭氧-好氧一體化工藝對農(nóng)村的化學(xué)需氧量、生化需氧量和糞大腸菌群有較好的處理效果。去除率在70%和95%以上，平均出水濃度分別為ρ(化學(xué)需氧量)<60.3毫克/升和ρ(生化需氧量)<20毫克/升。出水達(dá)到灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)。詳見
2)該工藝對NH3-N的去除效果不高，分析了氨氮濃度變化的影響因素:一方面，厭氧環(huán)境下污泥氨化作用將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，增加了污水中的氨氮濃度；另一方面，反應(yīng)器中厭氧污泥的生長消耗了部分氨氮，而厭氧污泥的產(chǎn)量很低，消耗的氨氮很少。未來可將反硝化氨化細(xì)菌投入?yún)捬跷勰嘀�，增加污泥活性�?/span>
3)3)TN去除效果不理想，去除率為38.25%。今后可以在補(bǔ)充碳源和改善無機(jī)碳預(yù)處理方面進(jìn)行改進(jìn)。
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