生活污水如何处理

Posted 2023-01-15 反应器

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A/A/O 微曝氧化沟工艺是在A/A/O 工艺和氧化沟工艺基础上，通过改变供氧方式和水力推流方式而开发出来的，该工艺采用厌氧/缺氧/好氧布局，增设厌氧选择区和好氧区为氧化沟池型，采用表曝设备供氧与水下推流器协助推流。A/A/O 微曝氧化沟具有出水水质好、除磷脱氮效率高、抗冲击负荷能力强、能耗省、污泥易稳定、便于自动化控制等优点。但是，在实际的运行过程中，A/A/O 微曝氧化沟存在的一些问题，诸如污泥絮体结构松散，容易产生污泥膨胀或污泥解体，给运行管理带来诸多困难。另外，降解菌和硝化细菌容易流失，在曝气池中难以富集，使得系统COD 的去除和脱氮不是处于最佳的工作状态。

该文以 A/A/O 反应器作为磁性生物反应器，在不改变现有的污水处理厂构筑物的基础上，通过加入磁性悬浮液，人工强化菌胶团的磁性，增强微生物活性，提高微生物降解有机物的能力；通过磁场作用，强化泥水分离效率，提高污水处理效果。

1 试验材料与方法

1.1 试验装置与用水

本试验采用试验装置为A/A/O 微曝氧化沟反应器，详见图1。反应器构造材质为有机玻璃，设计处理水量为3 m?/d。各段的水力停留时间为：厌氧池约1.5 h，缺氧池约3.8 h，微曝氧化沟约7.8 h，沉淀池水力停留时间为4.2 h。混合液回流比为150 %，污泥回流比为80 %。各段溶解氧的浓度分别为厌氧池0.2 mg/L、缺氧池0.2～0.7 mg/L、微曝氧化沟在2 mg/L 左右。

为保证进水各项污染指标稳定，试验用水为人工配制模拟生活污水。原料为蔗糖、硝酸铵、磷酸氢二钾以及微生物生长需要的Cu 盐、Fe 盐、Zn 盐等。试验不同阶段调节不同配比，以实现进水不同碳氮比，具体水质见表1。

1.2 实验方法

本研究分两组运行，以构成对照实验组。具体操作如下：在A/A/O 微曝氧化沟中注入COD 浓度为250 mg/L 模拟生活废水，调节MLSS 值为1000 mg/L，开始阶段沉淀池不对外排泥，当MLSS 值2000 mg/L 左右（运行16 d），开始加入浓度为1000 mg/L的磁粉悬浮液（主要成分Fe3O4，400 目）。从23 天开始，改变模拟生活污水的进水水质，连续运行。

2 结果与分析

连续运行 16 d 后，组1 和组2 的运行情况良好，两组对各污染物处理效果差距不大（见图2、图3）：COD 的去除率均在90 %左右；NH4-N 的去除率均在99 %左右；TN 的去除率都接近60%。

当反应器内 MLSS 达到2000 mL/L 左右时，向组1 中厌氧池、缺氧池和微曝氧化沟三个池体当中加入浓度为1000 mg/L 的磁粉悬浮液，其它运行条件不变，组2 运行条件不变。

从图 4 可以看出组1 加进磁粉后的COD 去除率和NH4-N，TN 的去除率相差不大，COD 去除率都在90 %以上，NH4-N 去除率都在99 %以上，TN 的去除率都在60 %左右，原因是A/A/O 微曝氧化沟工艺对于上述实验条件的生活污水是具有良好的降解能力的，各污水指标都在该工艺设计参数范围内，所以都具有较高的去除率。

从 23 天开始，改变反应器的进水水质，进水COD 浓度从250mg/L 提高到500 mg/L，NH4-N 从20 mg/L 提高到25 mg/L，TN从20 mg/L 提高到35 mg/L。改变水质后运行情况见图5、图6。

改变水质后，从26 天开始，组1 和组2 开始对外排泥。组1的剩余污泥经磁粉分离器分离后，磁粉回用到厌氧池。由图5、图6 可看出，磁性细菌的降解、磁粉的吸附及磁分离作用共同实现了去除率的提高。虽然随着进水浓度增大，两组实验COD 的去除率都出现了下降，但是通过比较可以看出组1 的降解能力更强。组1 的COD 去除率可达到90 %以上，相比于组2，处理能力提高了30 %。这可能是因为投加磁粉使其表面的醛基利用共价键和废水中的胶体、悬浮物、蛋白质、脂肪、磷酸盐等结合在一起[6]，形成磁性颗粒物，强化微生物活性，提高微生物降解有机物的能力[8]。

两组实验对 NH4-N 的去除效果良好，去除率都在99 %以上，原因是这个浓度水平的NH4-N 在该实验条件下都在设计降解范围内。但是对于TN 的降解可以看出达到稳定运行后组1 的TN 去除率可以达到70 %以上，比组2 的去除能力提升了16 %。繁殖世代长的细菌，如硝化反硝化细菌以磁粉为载体，附着生长不易流失而逐步富集，增加了该类菌的比例，从而提高了N 的去除效率。。

磁粉的离子极性和金属特性，作为絮体的核体，大大地强化了对水中悬浮污染物的絮凝结合能力，减少絮凝剂用量。磁化后活性污泥絮体结构紧密，沉阵分离效果好。运行稳定后，组1 出水COD<50 mg/L，NH4-N<0.2 mg/L，TN<10 mg/L，出水水质优于国家一级排放标准。

3 结论

在A/A/O微曝氧化沟反应器中投加磁性悬浮液，增加了污泥活性和微生物的磁化率，加强了对COD、NH4-N和TN的降解能力，提高了反应器污水净化效果和抗冲击负荷能力。本工艺改造费用少，操作简单，适用于小型污水处理厂。