DATB联合CWs工艺处理生活污水试验研究

第25卷第1期兰州交通大学学报(自然科学版VoL 25 No. I2006年2月Journal of Lanzhou Jiaotong University(Natural SciencesFeb.2006文章编号:1001-4373(2006)01-0073-03DATB联合CWs工艺处理生活污水试验研究谭磊,王俊峰2,王宝山(1,兰州交通大学数理与软件工程学院,甘肃兰州730070;2.兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050;3.兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州730070)摘要:介绍了降流式厌氧紊动床(DATB)联合人工湿地(CWs)处理生活污水工艺.DATB通过沼气强制循环,使悬浮载体颗粒处于流化状态,当HRT=6h时,DATB对COD去除率可达70%左右.DATB出水再通过CWs处理,当HRT=6d时,CWs对污水中的COD进一步降除,同时可对污水中的NH3一N、TP有效去除,从而实现污水资源化.DATB与CWs联合工艺处理生活污水效果好、耗能低,具有显著的生态效益和社会效益,适合农村中、小城镇的污水处理关键词:降流式厌氧紊动床DATB);人工湿地(CWs);污水资源化;厌氧中图分类号:X703.1文献标厌氧技术与传统的好氧技术相比具有工艺简1.2实验裝置及流程单、能耗低、产泥量小、营养需求少、对水源的适应范试验装置流程如图1所示.污水首先由泵打入围广等优点因而对厌氧技术的研究逐渐增多凵DATB,反应器内径100mm,有效高度1000mm,有人工湿地( Constructed wetlands,CWs)系统处理污效容积7.85L,底部有脱落污泥的圆锥体.反应器中水具有净化效果好、工艺设备简单、运转维护管理方载体选用江苏省宜兴市彬鹏环保设备有限公司生产便、能耗低、对负荷变化适应性强、工程基建和运行的聚丙烯球载体,其密度为0.92kg·L-,略轻于水,费用低、可实现废水的资源化等特点,正越来越多地可在水中悬浮并随水体流动,形状圆形,直径1.0cm得到人们的关注,在城市建设中应用越来越多.采比表面积约为720m2·m-3.试验在常温下进行,沼用降流式厌氧紊动床(DATB)联合人工湿地(CWs)气由气体泵循环,气流速度为0.6L·min,循环气处理生活污水,取得了良好效果,出水可实现污水资体布气点距反应器底150mm,气体通过橡皮管输送源化,用于绿化、农田灌溉等经过DATB处理的污水进入模拟人工湿地(CWs),模试验内容与方法拟人工湿地(CWs)底部为防渗层,先敷设砾石,再敷设土壤,其上种植芦苇.人工湿地有效长度15001.1试验水质mm,有效宽度300mm,有效水深200mm试验用水采用兰州理工大学学生宿舍楼集水井气压计中生活污水,具体水质如表1所示表1试验用污水水质Tab 1 Synthetic wastewater composition主要水质指标测定值CODx,/mg·L-1510~700污泥放1.贮水箱2.水泵3.DATB;4.气体泵5.CWsBOD/mgLTP/mg·L10~15图1试验装置工艺流程图Fig 1 Schematic diagram of experimental equipmentsSS/mg.L185~255测试项目与方法pH值水温/C测试项目COD、BOD3、NH3-N、TP、SS、pH兰州交通大学学报(自然科学版)第25卷均采用标准方法进行监测2实验结果与讨论2.1降流式厌氧紊动床(DATB)的启动首先在反应器中植入接种污泥,接种污泥采用雁出水COD去除率儿湾污水处理厂板框压滤后的干污泥,外观呈黑色1316192225VSS/SS=0.45.反应器置于恒温室,反应器启动分两段进行先好氧挂膜后厌氧挂膜.好氧预挂膜时采用图3DATB处理效果兰州理工大学学生宿舍楼集水井中生活污水,COFig 3 Results of DATB on removal of coD约为600mg·L-1,采用HRT=5h,运行15d厌氧反应器对氮去除率在10%以下,磷则基本未去除,挂膜时采用粪便污水,COD约为8000mg·L-1,采故DATB出水需经过Cws进一步处理用HRT=7~10h,运行30d后填料表面形成一层黑挥发酸是有机物厌氧发酵过程中的主要产褐色的生物膜,出水水质趋于稳定此时,有机负荷物,过度积累会抑制产甲烷菌的生长特别是当反(OLD达到7.0kg·m-3·d-.停止挂膜,然后用兰应器中碱度不足时,所以在生活污水中必须保证州理工大学学生宿舍楼集水井中生活污水进行试验.定的碱度,试验中利用生活污水自身的碱度可以满在试验中首先利用好氧预挂膜,利用好氧菌繁足DATB处理过程的需求殖速度快的特点,在较短的时间内,在载体表面成2.3CWs处理效果膜改善载体膜表面的性能.缩短了厌氧挂膜时间.将DATB出水引入人工湿地CWs,利用自然生厌氧挂膜过程中,生物膜中的细菌由球菌占优势逐态系统中所发生的物理、化学和生物作用的综合效应步过渡到索氏甲烷丝状菌占优势.挂膜过程中微生来实现对废水的净化.稳定进水COD为190±物优先选择载体上的微空裂缝和凹陷部位附着和生mg·L时处理效果与HRT的关系如图4所示长繁殖在局部形成生物膜,然后扩展到整个载体100上6.由于反应器内强烈的紊动,使合成的聚合物和大量生物停留于具有高比表面积载体的表面,使DATB生物膜表现出低厚度、高密度的特点.2.2DATB的处理效果一出水COD去除率调整试验水温稳定在21±0.5℃,进水COD为60mg·L时,处理效果与HRT的关系如图2所示HRTd图4HRT对CWs处理效果的影响Fig 4 Effect of reaction time on removal of CO in Cws曾8长王由图4可知,当HRT大于6d时,COD去除率降低减缓,且故可采用HRT=6d作为污水在CWs中的接触时间.HRT/h图2HRT对DATB处理效果的影响Fig 2 Effect of reaction time on removal of cod in DatB由图2可知,当HRT大于6h时,COD去除率一出水COD降低减缓,故可采用HRT=6h作为生活污水在一去除率DATB中的接触时间710131619222528时间d采用HRT=6h,试验水温18.8~24.2C,进图5CWs处理效果水COD在520~680mg·L时,DATB正常运行Fig. 5 Results of CWs on removal of CoD个月,处理效果如图3所示采用HRT=6d,正常运行30d,当进水COD第1期谭磊等:DATB联合CWs工艺处理生活污水试验研究COD的处理效果如图5所示,对NH3-N、TP的处参考文献理效果如图6所示[1 Zakiah A Kassam, Laleh Yerushalmi, Serge R Guiot. AMarket Study on the Anaerobic Waste-water Treat-进水氨氮一进水TPment Systems[J]. Water, Air, 8. Soil Pollution一出水氨氮一出水TP143(1-4):179-19210d new develo[J]. CI2125时间/dProducts and Processes. 2003. 3(4): 346-3623]陆嘉竑,何军.萧山污水处理厂扩建工程[J].给水排图6CWs对NH3-N、TP的处理效果水,2005,31(7):31-3Fig. 6 Results of CWs on removal of NH3-N and TP4 Tanner CC. Growth and nutrient dynamics of soft由图5,6可知,CWs对COD的去除率可达到70%以上,出水COD在60mg·L以下,对氨氮和rich wastewaters[J]. Wetlands Ecology and Manage磷的去除率也达到了80%以上,出水NH3一N小于ent,2001,9(1):49-737mg·L1,TP小于2ng:L1.出水可用于农田5国家环保总局水和废水监测分析方法编委会水和废灌溉,也可经简单处理后,用于生活杂用水水监测分析方法[M].第4版.北京:中国环境科学出版社,20023结论6]叶芬霞.载体好氧预挂膜处理对厌氧生物颗粒性能的1)当HRT=6h时,DATB对生活污水的COD影响[J.环境科学研究,2002,15(2):22-2冂]亓化亮,陈学民.城镇污水混凝预处理及污泥厌氧消化去除率可达70%左右;2)当HRT=6d时,CWs对生试验研究[J.兰州交通大学学报,2004,23(4):37-40活污水中CO的去除率可达到70%以上,同时对氨8] Goulet rr, Leclaire n, Pick Fr. The evaluation of氮和总磷的去除效率也达到了80%以上;3)DATBMetal Retention by a Constructed Wetland Using the联合CWs工艺处理生活污水效果好、耗能低,具有显Pulmonate Gastropod Helisoma trivolvis(Say)[J.Ar著的生态效益和社会效益适合农村中、小城镇的污ves of environmental Contamination and toxicol-水处理,在我国具有广阔的应用前景gy,2001,40(3):303-310Study of Treatment of Domestic Sewage by Downflow Anaerobic TurbulentBed and Constructed Wetlandsanang junfeng(1. School of Mathematics Physics & Software Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Chinahool of Petrochemical Technology, Lanzhou Univ, of Tech, Lanzhou 730050, China3. School of Environmental Science and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China)Abstract: The technique of Downflow Anaerobic Turbulent Bed and Constructed Wetlands is proposed totreat domestic sewage In DATB, the supporter is forced by sludge gas to ensure its fluidity. When HRT is6h in DATB. the removal rate of COd is about 70%, then the effluent from DATB is treated by CWs. WhenHRT is 6d in CWs, the COD in wastewater can be advanced treated, and Nh3-n and tP are removed ef-fectively at the same time. They can implement renovation of wastewater DATB and CWs treatment to domestic sewage have high activity and low energy consumption, and they have prominent ecological and so-cial results, which fit to treat to domestic sewage of rural area and townKey words Downflow Anaerobic Turbulent Bed (DATB); Constructed Wetlands(CWs); renovation of