生活污水兼性生化影响因素分析

第23卷第3期华中科技大学学报(城市科学版)Vol. 23 No.32006年9月J. of HUST. (Urban Science Edition)Sep. 2006 .生活污水兼性生化影响因素分析管向伟’章北平1李强’任拥政刘礼祥'(1.华中科技大学环境科学与工程学院， 湖北武汉430074)摘要:在常温条件下采用兼性生化处理生活污水,通过正交试验获取兼性生化降解有机物的影响因素.研究表明,COD去除率与HRT,MLSS和进水有机物浓度有关,MLSS的影响非常显著.过高或过低的MLSS、进水有机物浓度和HRT都会降低COD去除率.在本正交试验中得出最优水平:MLSS为5500mg/L,进水有机物浓度为260 mg/L.HRT为8 h,此时COD去除率可达72. 5%.关键词:生活污水;兼性生化; 混合液悬浮固体浓度;水力停留时间， 有机物中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1672-7037 (2006 )03- 0032-04兼性生化工艺是近年来发展起来的一种废水合搅拌器一台,转速80 rpm;沉淀区设在生化反生物处理技术1,以无能耗或低能耗(只需对污水应区左右两侧，单侧沉淀区平面尺寸为95 mmX作提升)、污泥产量低(仅为好氧法的1/3左右)等200 mm,高度530 mm,有效容积9. 7 L;出水槽优点[2],在水产、化工、纺织和皂素等高浓度难降平面尺寸为50mmX200mm.解有机废水处理方面有一定的关注和应用[3~0]，1.2试验水质但在生活污水处理方面的文献很少.本试验研究本试验用水取自华中科技大学东校区湖溪河在常温下处理生活污水，通过正交试验获取兼性畔住宅区生活污水,试验处理规模为53.6 L/d~生化降解有机物的影响因素.160.8 L/d(表1).表1试验用水水质1试验装置及方法项目CODB0D:NH-N TN TP pH值范围100~300 80~150 100~200 25~3530-40 2~4 6. 5~7.51.1试验装置1.3试验方法试验装置如图1,高位水箱尺寸为600mmXa.培养驯化.试验研究在实验室常温下进行，600 mmX 600 mm,有效容积198 L,内装有浮球采用武汉动物园公厕污水处理小试的兼性污泥和阀.兼性生化反应器由生化反应区和沉淀区两部厌氧污泥作为接种污泥,一次性投入7 L到兼性分组成,其中生化反应区表面尺寸为200 mm x生化反应器中.启动初始阶段,HRT=16 h,向反490mm,高度780mm,有效容积26.8L,内设组应器中投加适量化粪池污水与城市生活污水以保:证细菌生长所需的营养,低速搅拌48h.重复上述操作,待活性污泥适应原水后加大进水量,系统1\2的负荷逐渐增加,接种的污泥菌种逐步适应水质、5反水量的变化而获得驯化,最后开始连续进水.培养设|期间观察各个阶段的生物相,并对进出水的COD.区进行测定，当污水中COD去除率达到50%左右1高水位箱2进水管3低速搅拌器9时,系统启动完成.此时生物絮体呈黑褐色,絮凝4排泥管5出水管 6钢制反应器污泥区中国煤化工40%.7出水堰8排气孔 9污泥回流孔4YHCNMHG污水沉淀30min后,经图1试验装置示意过预处理(格网)后取上清液泵入高位水箱,通过收稿日期: 2005-11-09.作者简介:管向伟(1981-).男.硕士研究生;武汉.华中科技大学环境科学与工程学院(430074).基金项目:国家“十五”863课题基金资助项目(2003AA601110).第3期管向伟等:生活污水兼性生化影响因素分析●33●计量设备投入兼性生化反应器中.利用兼性微生表4方差分析物的摄取、代谢与利用,高效去除污水中的COD,方差来源偏差平方和自由度 均方F比显著性BOD;及ss,其出水经过后续处理达标后排放.由HRT/h330. 309 .165. 155 2. 870相关的研究叮得知,在常温下,温度对兼性生化反MLSS/mg●L-' 683. 709341. 8545. 940应的影响较小根据单因素试验结果,确定试验以CODx/mg●L-1 132. 596.66. 2981. 152 *115. 096 .反应区的水力停留时间(HRT)、混合液悬浮固体总和1 261.71浓度(MLSS)和进水有机物浓度(COD,)为因素，进行正交试验(表2).试验过程中,HRT通过进.水流量来控制,进水有机物浓度可以通过投加适84020量葡萄糖或稀释的方法来调配,MLSS通过定量gA, A, A,B，B,B, CC2C排泥来控制.试验目的主要是在常温下考察反应图2效应 曲线器的进水有机物浓度、HRT及污泥浓度对有机物极差分析可知,本试验中极差Re> Rx> Rc处理效果的影响.当反应器运行稳定后,开始记录> Ro,则各因素对去除率影响作用为B>A>C>实验数据，试验期间每天测定进出水的指标.D,即MLSS的影响最大,试验误差影响最小,进表2因素水平水有机物浓度次之.由图2可知最佳水平搭配为因素A.B.Cz,即HRT=8 h, MLSS= 5 500 mg/L,HRTMLSSCOD.r水平/H/mg●L-1COD,r= 180 mg/L.ABC进行方差分析得知,因Fo.10=3. 110,Fo.os=水平184 0001004.460,Fo.1o HRT>进水有机物浓度,其中物的正常摄取、代谢和利用,-些有机物不经微生MLSS的影响是非常显著的.b.本试验的最佳水平搭配为HRT为8 h,物代谢就流出反应器,影响出水水质.MLSS为5 500 mg/L,进水浓度为180 mg/L.100c. COD去除率与HRT、MLSS和进水有机50物浓度有关,较高或较低的MLSS、进水有机物浓-MLSS度和HRT都不利于有机物去除,当进水有机物◆- COD420......30 、0浓度在160 mg/L以上时,HRT和MLSS分别为i/d8h和5 500 mg/L时,COD去除率可达72. 5%.图4MLSS与COD去除率关系.参考文献2.3HRT对COD去除效果的影响在一定条件下,微生物对有机物的降解速度[1]杨伯起,俞伟波. 常规废水生物处理方法优缺点比取决于微生物与其接触的时间.在实际工程中,常较及生物处理技术的新进展[J].环境保护,1998，通过改变进水水量来调整停留时间.本研究将兼(10):43-44.性生化过程控制在4~12 h,由图5可见,在兼性[2]文一波.发展适合中国国情的城市污水处理技术[J].环境保护,1999,(5):26-27.生化反应器中停留时间对兼性生化反应的影响较牛樱,陈季华.兼氧-好氧工艺处理高浓度化工小,尽管HRT为8h时COD平均去除率最高,但废水[J].工业水处理,2000,20(8):8-10.当HRT下降到4h时,COD平均去除率仅从[4]杨群,章北平,李敏.水产品保鲜废水回用的兼60.96%下降到44.19%.当HRT为12h时，性生化工艺研究[J].华中科技大学学报(城市科学COD平均去除率为54. 43%.在试验中,随着进.版),2004,21(3):39-50.水量的增大,水力负荷的升高,HRT逐渐缩短,导[5奚旦立,陈季华,刘振鸿.兼氧技术-有机废水处理的致反应器中的水流流速加大,污水与混合液的混新方法[J].中国纺织大学学报, 1997.23(4):52-57.合加强,并使得污泥和有机物能充分混合和接触，[6刘礼祥,解清杰,吴晓辉,等.水解一激波厌氧- -好改善了反应器中的水力条件.但当HRT缩短至4氧工艺处理皂素废水研究[J].化学与生物工程,2004,(1):49-51.h时，因水力负荷过高而导致去除率下降,因此延中国煤化工生化传质规律[D].武汉:武长HRT ,有利于提高去除效果.但HRT过长,导MYHCNMHG;程学院,1999.第3期管向伟等:生活污水兼性生化影响因素分析●35●Analysis on Affecting Factors of Domestic Sewage Degradationby Facultative Biochemical ProcessGUAN Xiang-weil ZHANG Bei-ping' LI Qiang’REN Yong-zheng' LIU Li-xiang'(1. School of Envir. Sci. &. Tech.，HUST，Wuhan 430074，China)Abstract: Facultative Biochemical Technology was used for domestic sewage treatment through a lab-scale experiment under room temperature condition. The result showed that the removal rates oforganic have something to do with influent water organic density. HRT, MLSS and MLSS are themost affecting factors. When there are too higher or too lower MLSS, influent water organic densityand HRT，the removal rates of organic will be reduced. In the lab-scale experiment, the optimizationlever are MLSS = 5500 mg/L, influent water organic density = 260 mg/L and HRT=8 h. Based onthat the removal efficiency of COD is high up to 72. 5%.Key words : domestic sewage; facultative biochemical; MLSS; HRT; organic(上接第31页)b.复合材料时变可靠度指标与横向强度衰减量ry of deterioration structures [J]. Journal of the近似服从直线下降关系，有利于工程设计和评估.Structureal Division， ASCE，1975, 101 (1): 295-c.忽略载荷的随机性,往往得出偏于危险的310.结果.[5]贡金鑫,赵国藩.考虑抗力随时间变化的结构可靠度分析[J].建筑结构学报,1998,19(5):43-51.d.与离散点法相比,随机过程法算得的结果[6] 秦权,杨小刚.退化结构时变可靠度分析[J].清更能合理地反映树脂基复合材料的时变可靠度.华大学学报(自然科学版), 2005.45(6):733-736.[7王红霞,万怡灶.玻璃纤维增强光固化树脂基复合材料吸湿性能研究[J].玻璃钢/复合材料,2005，[1]周晓东,戴干策.玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料的(1):33-36.湿热稳定性[J].玻璃钢/复合材料,1999,(1):16- 19.[8Hasofer AM，Lind NC. Exact and invariant second[2]黄再满.深水环境对复合材料吸湿和力学性能的影moment code format[J]. J of Eng Mech, 1994.100响[J].玻璃钢/复合材料,2000,(4):49-52.(1):111- 121.[3] 王莉莉,于运花.抽油杆用CF/VE拉挤复合材料在[9]李桂青,李秋胜.工程结构时变可靠度理论 及应用盐溶液中的老化机理[J].北京化工大学学报，[M].北京:科学出版社，2001.2004，31(2):31-34.[10]沃丁柱.复合材料大全[M].北京:化学工业出版.[4] Hiroyuki Kameda , Takeshi Koike. Reliability theo-社,2000.Reliability Analysis of Polymer Composites ConsideringDegradation of StrengthMA Huai -bo' CHEN Jian-qiao' W EI Jun- hong'(1. School of Civil Eng. &. Mechanics, HUST, Wuhan 430074, China)Abstract: As a result of the influence of moisture environments or other severe environments, themechanical properties of polymer composites will deteriorate with time and make the actual reliabilityof them lower than that of the pre -designed reliabilitg中国煤化工bilistic analysis methodfor deteriorating composite structures is presented.MHC N M H Ghod and the stochasticprocess method are used to calculate the structural reliability. Numerical examples show that the .present method is simple and effective for evaluating and calculating the time -dependent reliability ofcomposites.Key words: moisture absorption; polymer composites; time- dependent reliability