城市污水处理厂生物池好氧段中投加悬浮填料提升污水处理脱氮效果研究

Posted 2023-01-14 填料

篇首语：一个不想蹚过小河的人，自然不想远涉重洋。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了城市污水处理厂生物池好氧段中投加悬浮填料提升污水处理脱氮效果研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

主要考核目标

（1）．优选适合该市污水处理厂A/A/O 工艺升级改造的悬浮填料，出水TN 稳定达到一级A 标准。
（2）．确定悬浮填料添加后O 段水力停留时间、溶解氧、填料投配比等运行参数，为升级改造提供技术支持。

工作进展与结果

1．悬浮填料选型

污水处理厂提标改造的重点在于悬浮填料的选择，以实现低温条件下的出水COD及氨氮稳定达标。
在该试验中选用了两种悬浮填料，其中之一是德国LEVAPOR生物膜技术公司出品的LEVAPOR®悬浮填料。该悬浮填料是德国最新一代用于处理废水和废气的高效微生物载体，已在多个国家申请了专利保护。LEVAPOR®是表面活性的、有吸收能力的有孔泡沫物质。
通过将有表面活性能力的颜料涂层在泡沫物质上形成一种改性物质，从而拥有新的物理化学特性，主要表现为：
1) 体积小，比表面积大，比表面积最大可达20000 m2/m3；
2) 微孔和粗孔的发泡体有很强的表面吸附能力和吸水性；
3) 具有可调节的密度、沉淀速度、带电负荷以及导电性；
4) 和其他填料相比，流化床能耗明显降低。

LEVAPOR®在生物处理工艺中具有如下优势：

1）显著提高生物处理的处理量、速度和稳定性；
2) 有效吸收有毒物质和抑制降解的物质，保护生物膜；
3）内部的空隙结构有效保护生物膜免受剪切力的影响；
4) 多余污泥能从载体表面自动脱落；
5）易于挂膜，两个小时内微生物就能在载体内繁殖生长；
6）使用寿命长达10年；
7）对已建设施的改扩建方便，节省空间；
8）显著提高废水废气处理能力，投资成本低；
9）剩余污泥量相对活性污泥法明显减少。
目前已在德国科隆市、乌博塔市、Nordhorn市、亚堔市以及中国黑龙江省宁安市用于市政污水处理厂的废水脱氮处理，效果优异。
此外还选择了一家国产的悬浮填料，该产品在国内污水处理厂的提标改造工程有过成功应用，该产品的比表面积在500-600 m2/m3。

2．试验水质确定

本课题的研究是针对该市市待升级的几个污水处理厂开展工作的。从工艺上讲，主要是将填料添加在生物处理单元的好氧池内。综合考虑微生物营养需求，试验装置所采用的进水水质指标为：
COD=150-300mg/L,TN(NH3-N)=15-25mg/L,TP=10mg/L。

3．试验模型

本课题的试验模型分为两类。一为填料筛选模型，二为工况试验模型。
首先制作2 个填料选择模型，均为柱状。外接配水箱与高位水箱，采用穿孔管曝气，两个试验模型共用一台风机，用流量计加以控制，通气量为360 L/h。出水采用淹没出流。泥种取自污水处理厂二沉池排泥。混合液污泥浓度维持在3500 mg/L 左右。装置简图见图1，在器壁上贴上标尺以便体积读数。

图4 氨氮去除率稳定性
（蓝线：LEVAPOR®悬浮填料，红线：国产悬浮填料）
（4）最小HRT 试验
接着进行了停留时间对氨氮去除效果的影响实验，结果见图5所示。

5 连续流试验

连续流氨氮去除效果试验
在前面试验中，COD 去除均能达到出水一级A 要求，连续流试验主要考察德国LEVAPOR®悬浮填料在水力停留时间为2 小时，投配率为15%时装置对氨氮的去除效果。结果见图9。

图9 中数据显示，出水中氨氮浓度大部分在6mg/L 以下，绝大部分在5mg/L 以下，说明出水能满足一级A 排放标准。其中6-8 小时的氨氮浓度突然偏高，在11 小时后，出水氨氮恢复正常。分析原因可能是因为试验操作错误导致。

6．生物量检测

（1）SEM 电镜扫描检测
为了对比，选取了5 个样品进行生物膜SEM 电镜扫描检测。其中，样品1 为挂膜前的德国LEVAPOR®悬浮填料，样品2 为挂膜前的国产悬浮填料，样品3 为挂膜后的德国LEVAPOR®悬浮填料（投配率20%），样品4 为挂膜后的德国LEVAPOR®悬浮填料（投配率15%），样品5 为挂膜后的国产悬浮填料（投配率30%）。扫描结果
如下所示：

7．小结

所有试验结果表明，好氧段水力停留时间可缩短为2 小时。德国LEVAPOR®悬浮填料对COD 和氨氮的去除效果均优于国产悬浮填料。其投配率15%最佳，10%也能满足出水达到一级A 标准的要求。