生物膜-活性污泥處理城市污水的中試研究

鄭新 王平（,龍口市環(huán)境監(jiān)察大隊(duì) 山東龍口 6570）

生物膜-活性污泥處理城市污水的中試研究

鄭新1王平2
（1,2龍口市環(huán)境監(jiān)察大隊(duì) 山東龍口 265701）

在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域中，城市污水的處理多數(shù)采用活性污泥法，為了改善出水水質(zhì)，需要在原工藝基礎(chǔ)上改造工藝，采用一種污泥齡短的強(qiáng)化生物膜與活性污泥相結(jié)合的新工藝，由于這是一個(gè)新的方向，因此需要在改造設(shè)計(jì)前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究來觀察水處理效果。因此，改系統(tǒng)在去除污水化學(xué)需氧量和生化需氧量的同時(shí)，能有效地去除氨氮，總氮和總磷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的良好效果。

水力停留時(shí)間；生物膜；活性污泥；中試；節(jié)能環(huán)保

生物膜工藝處理城鎮(zhèn)污水出水水質(zhì)好，生物膜法的原理是：生物膜生長(zhǎng)的微生物分解和攝取污水中多種有機(jī)物，從而凈化水質(zhì)。生物膜具有較大的比表面積，可大量分解和吸收廢水中的可溶性有機(jī)物，降低污水中有機(jī)物的濃度[1]。

1 生物膜-活性污泥復(fù)合工藝的概念及應(yīng)用

傳統(tǒng)的活性污泥和生物膜法（MBR）是污水生物處理的兩個(gè)最主要工藝，但由于這兩種工藝都有一定的缺點(diǎn)，不能廣泛用于城鎮(zhèn)污水處理，因此，在現(xiàn)有活性污泥法法的基礎(chǔ)上，提高生物反應(yīng)器中的活性，抑制了污泥膨脹，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，這兩個(gè)應(yīng)用程序的結(jié)合有重要意義[2]。生物膜活性污泥工藝是一種復(fù)雜的反應(yīng)載體，即懸浮生長(zhǎng)的活性污泥和生物膜共享廢水中有機(jī)物[3]。

2 實(shí)驗(yàn)工藝裝置與動(dòng)水實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)

2.1 實(shí)驗(yàn)方案及流程

環(huán)境微生物學(xué)中研究微生物生存的基礎(chǔ)是氣體、液體和固體三相。生物膜活性污泥工藝生物處理工藝是一項(xiàng)新技術(shù)，所以就需要進(jìn)行試點(diǎn)測(cè)試，以檢查其操作，對(duì)污水處理廠進(jìn)行改造，并在實(shí)驗(yàn)中總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)從而不斷改善實(shí)驗(yàn)工藝，為未來的推廣和實(shí)施提供經(jīng)驗(yàn)。工藝流程圖如下圖1：

圖1 實(shí)驗(yàn)工藝流程圖

2.2 實(shí)驗(yàn)工藝和裝置

在這項(xiàng)研究中，采用活性污泥生物膜相結(jié)合的技術(shù)，設(shè)計(jì)生化需氧量負(fù)荷為0.15Kg/Kg·d，MLSS的濃度范圍1600-2200mg/L，空氣和水的體積比例為六比一到十比一之間，活性污泥回流比將達(dá)到百分之百。實(shí)驗(yàn)裝置如圖：

本實(shí)驗(yàn)的測(cè)試儀器由普通鋼板焊接而成，外尺寸為長(zhǎng)12米，3米寬。設(shè)備一般分為四個(gè)部分：主要部分為活性污泥和生物膜復(fù)合處理池，其外尺寸為長(zhǎng)六米寬三米，水深為三米，其有效容積為60立方米。

2.3 實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)過程和現(xiàn)象觀察

實(shí)驗(yàn)裝置開始運(yùn)行，由復(fù)雜的生物處理裝置開始，第一個(gè)步驟是培養(yǎng)填料表面形成生物膜，俗稱掛膜，生物膜的形成有兩種方法，一種是自然的另一種是人工，當(dāng)溫度適宜污水穩(wěn)定時(shí)可采用自然法形成生物膜，當(dāng)溫度低，水中有機(jī)質(zhì)濃度不高時(shí)，要采用人工接種法掛膜。在形成生物膜的同時(shí)也要產(chǎn)生活性污泥。在生物膜產(chǎn)生后期觀察，如果觀察到有淡淡黃色的生物膜產(chǎn)生，并通過顯微鏡鏡檢發(fā)現(xiàn)有微型后生動(dòng)物出現(xiàn)，這些現(xiàn)象標(biāo)志著生物膜已經(jīng)成功地產(chǎn)生。

3 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行情況

3.1 復(fù)合工藝對(duì)懸浮物的處理效果

實(shí)驗(yàn)運(yùn)行初期進(jìn)水懸浮物、出水懸浮物的最大值，最小值，平均值，中值情況見下表：

表1 運(yùn)行初期進(jìn)水、出水懸浮物情況表

實(shí)驗(yàn)開始后運(yùn)行初期進(jìn)水懸浮物的最大值為368mg/L而出水懸浮物最大濃度為12.54mg/L，而隨著設(shè)備的運(yùn)行，進(jìn)水懸浮物濃度穩(wěn)定在150～200mg/L之間。這時(shí)出水濃度基本穩(wěn)定濃度在10mg/L左右。裝置穩(wěn)定運(yùn)行的出水懸浮物平均濃度為17.34mg/L，懸浮物的平均去除率為90%。達(dá)到了我國(guó)城鎮(zhèn)污水排放1級(jí)B的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 復(fù)合工藝對(duì)COD處理效果

實(shí)驗(yàn)運(yùn)行初期進(jìn)水化學(xué)需氧量、出水化學(xué)需氧量的最大值，最小值，平均值，中值情況見下表：

表2 運(yùn)行初期進(jìn)水、出水化學(xué)需氧量情況表

實(shí)驗(yàn)開始后運(yùn)行初期進(jìn)水化學(xué)需氧量的最大值為386mg/L，而出水化學(xué)需氧量最大濃度為47mg/L，而隨著設(shè)備的運(yùn)行，進(jìn)水化學(xué)需氧量濃度穩(wěn)定在220～300mg/L之間。這時(shí)出水濃度基本穩(wěn)定濃度在48mg/L左右。裝置穩(wěn)定運(yùn)行的出水懸浮物平均濃度為48mg/L，化學(xué)需氧量的平均去除率為85%。達(dá)到了我國(guó)城鎮(zhèn)污水排放1級(jí)B的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 提高效率，降低能耗。通過上述的分析可以看出，生物膜-活性污泥處理工藝可以使城市污水處理更為高效，剩余污泥量少，降低能耗，實(shí)現(xiàn)了中水回用的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

復(fù)合生物反應(yīng)器的脫氮除磷試驗(yàn)表明，裝置實(shí)現(xiàn)了一體化的脫氮除磷效果。這種生物膜-活性污泥處理工藝采用分離式水處理系統(tǒng)，活性污泥工藝中水力停留時(shí)間短，從而提高磷的去除效果。生物膜處理工藝過程中，延長(zhǎng)水力停留時(shí)間，促進(jìn)生物膜的生長(zhǎng)和繁殖，硝化細(xì)菌得到增殖，促進(jìn)生物膜硝化和反硝化增強(qiáng)了氨氮和總氮的去除效果。因此，改系統(tǒng)在去除污水化學(xué)需氧量和生化需氧量的同時(shí)，能有效地去除氨氮，總氮和總磷。

[1]沈耀良,王寶貞.廢水生物處理新技術(shù)一理論與應(yīng)用.第2版〔M〕.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2006.

[2]丁永偉,王琳,王寶貞,等.活性污泥和生物膜復(fù)合/聯(lián)合工藝在污水處理廠技術(shù)改造中的應(yīng)用[J].給水排水,2005,31(12):41-45.

[3]趙慶良,劉淑彥,王現(xiàn).復(fù)合式生物膜反應(yīng)器中生物膜量!厚度及活性[J1.哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào).1999,32(6):39-43.

鄭新（1983.3—）男，漢族，本科，山東龍口人，助理工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)察工作。