側(cè)流技術(shù)強化MUCT工藝處理低碳氮比生活污水研究

汪琴琴,肖 杰,熊春梅,王 春,楊長軍

(1.西南交通大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，成都 610031；2.四川省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，成都 610041)

前 言

1 材料與方法

1.1 工藝流程圖

側(cè)流技術(shù)強化MUCT工藝是將常規(guī)MUCT工藝中的厭氧池進(jìn)行改造，并添加化學(xué)混凝池和側(cè)流沉淀池，本次研究工藝流程圖如圖1所示。

圖1 側(cè) 流除磷工藝流程圖Fig.1 The flow chart of sidestream treatment proccss

1.2 檢測項目及方法

檢測項目及方法見表1。

表1 水質(zhì)分析項目與方法Tab.1 Water quality analysis indexes and methods

1.3 主要儀器及型號

主要儀器及型號見表2。

表2 主要儀器及型號Tab.2 main instruments and models

1.4 試驗用水及微量元素

1.4.1 試驗用水

本次試驗中模擬生活污水的微量元素配置如表3。

表3 試驗用水Tab.3 Experimental water (mg/L)

1.4.2 微量元素

本次試驗中模擬生活污水的微量元素配置如表4。

表4 微量元素液的組成表

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 不同側(cè)流比下側(cè)流技術(shù)強化MUCT工藝去除污染物效果研究

為了考察不同側(cè)流比下MUCT工藝對低碳氮比模擬城市生活污水中主要污染物的去除效果，按側(cè)流比分別為10%、20%、30%、40%、50%、60%引出厭氧沉淀池上清液于化學(xué)混凝池中，分別投加側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O進(jìn)行側(cè)流除磷試驗。配制模擬低碳氮比生活污水進(jìn)行運行，運行階段進(jìn)水量Q為4.5L/h，總水力停留時間(HRT)為12，其中厭氧段與兩缺氧段HRT各為2h，好氧段HRT為6h，污泥齡(SRT)為20d，污泥回流比為100%，硝化液回流比為250%，混合液回流比為150%，保證反應(yīng)器厭氧段溶解氧在以0.2mg/L下，缺氧段溶解氧0.2～0.5mg/L在之間，好氧段溶解氧濃度在3mg/L以上。各段pH值在7～8之間，溫度為20～25℃，污泥濃度為3000～4500mg/L之間。為保證實驗穩(wěn)定性，每天取水樣一次，取樣部位為為每個反應(yīng)器的取樣口，取樣口位于反應(yīng)器前面居中部位，取樣時間在上午9點前后，然后測定COD、TN、、TP等。將每天根據(jù)測量出來的氮、磷濃度按照n(Ca2+)/n(P)、n(Mg2+)/(P)分別為2.0∶1和1.8∶1左右進(jìn)行計算，按照不同側(cè)流比投加加側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O進(jìn)行側(cè)流除磷試驗。

2.1.1 不同側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O對COD的去除效果分析(見圖2)

試驗結(jié)果表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，COD去除率在側(cè)流比為10%～60%條件下均比較高，去除效果穩(wěn)定，系統(tǒng)出水COD濃度均達(dá)到了《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。側(cè)流藥劑為Ca(OH)2時，水COD出水濃度在側(cè)流比為40%時最低平均濃度為17.05mg/L，最高平均去除率為87.92%；側(cè)流藥劑為MgCl2·6H2O時，出水COD濃度在側(cè)流比為50%時最低平均濃度為20.57mg/L，最高平均去除率為85.59%。與常規(guī)MUCT工藝出水COD濃度為22.45 mg/L、去除率平均值為84.92%相比，可得COD去除率分別提高了3%和0.67%。

2.1.2 不同側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O對TN的去除效果分析(見圖3)

試驗結(jié)果表明，運行穩(wěn)定以后，TN去除率隨側(cè)流比先升高后降低，側(cè)流藥劑為Ca(OH)2時，出水TN濃度在側(cè)流比為50%時最低平均濃度為12.10mg/L，最高平均去除率為64.84%；側(cè)流藥劑為MgCl2·6H2O時，出水TN濃度在側(cè)流比為40%時最低平均濃度為12.62mg/L，最高平均去除率為67.10%，均只能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)的A級標(biāo)準(zhǔn)。與常規(guī)MUCT工藝中出水TN濃度20.35 mg/L，去除率平均值40.25%相比，側(cè)流除磷MUCT系統(tǒng)中TN去除率分別提高了24.59%和26.85%。

圖4 不同側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2對的去除效果Fig.4 The removal effect of MgCl2·6H2O and MgCl2·6H2O with different sidestream ratios on

2.1.4 不同側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O對TP的去除效果分析(見圖5)

試驗結(jié)果表明，運行穩(wěn)定后，TP去除率隨側(cè)流比先升高后降低，側(cè)流藥劑為Ca(OH)2時，出水TP濃度在側(cè)流比為50%時最低平均濃度為0.38mg/L，此時最高平均去除率為89.9%；側(cè)流藥劑為MgCl2·6H2O時系統(tǒng)出水TP濃度在側(cè)流比

圖5 不同側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2對TP的去除效果Fig.5 The removal effect of MgCl2·6H2O and MgCl2·6H2O with different sidestream ratios on TP

為40%時最低，平均濃度為0.40mg/L，此時最高平均去除率為89.53%，均只能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)的A級標(biāo)準(zhǔn)。而與常規(guī)MUCT工藝中出水TP濃度1.16mg/L、去除率平均值69.35%相比，側(cè)流除磷MUCT系統(tǒng)中TP去除率分別提高了20.55%和20.18%。

2.2 最佳側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O強化MUCT工藝去除實際生活污水中污染物效果分析

2.2.1 最佳側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O對實際生活污水中COD的去除效果分析

在側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O的最佳側(cè)流比50和40%條件下，采用實際生活污水進(jìn)行試驗，系統(tǒng)穩(wěn)定后COD的去除效果如圖6所示。

圖6 最佳側(cè)流比下側(cè)流藥劑兩種藥劑對實際生活污水中COD的去除效果Fig.6 The removel effect of medicament two medicaments on COD in actual domestic sewage under the optimal sidestrem radio

試驗結(jié)果表明，兩種側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O分別在最佳側(cè)流比50%和40%條件下對COD的去除率都比較好，出水COD平均濃度分別為23.95 mg/L和24.33 mg/L，均能達(dá)到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，平均去除率分別為80.99%和80.94%。

2.2.2 最佳側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O對實際生活污水中TN的去除效果分析

在側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O的最佳側(cè)流比50和40%條件下，采用實際生活污水進(jìn)行試驗，系統(tǒng)穩(wěn)定后TN的去除效果如圖7所示。

圖7 最佳側(cè)流比下側(cè)流藥劑兩種藥劑對實際生活污水中TN的去除效果Fig.7 The removal effect of two medicaments on TN in actual domestic sewage under the optimal sidestream ratio

試驗結(jié)果表明，兩種側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O分別在最佳側(cè)流比50%和40%條件下對TN的去除率都比較好，出水TN濃度分別為13.78mg/L和13.07mg/L，均只能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)的A級標(biāo)準(zhǔn)，平均去除率分別為64.16%和66.24%。

圖8 最佳側(cè)流比下側(cè)流藥劑兩種藥劑對實際生活污水中的去除效果Fig.8 The removal effect of two medicaments on in actual domestic sewage under the optimal sidestream ratio

2.2.4 最佳側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O對實際生活污水中TP的去除效果分析

在側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O的最佳側(cè)流比50和40%條件下，采用實際生活污水進(jìn)行試驗，系統(tǒng)穩(wěn)定后TP的去除效果如圖9所示。

圖9 最佳側(cè)流比下側(cè)流藥劑兩種藥劑對實際生活污水中TP的去除效果Fig.9 The removal effect of two medicaments on TP in actual domestic sewage under the optimal sidestream ratio

試驗結(jié)果表明，兩種側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O分別在最佳側(cè)流比50%和40%條件下對TP的去除率都比較好，出水TP平均濃度分別為0.41mg/L和0.421mg/L，均只能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)的A級標(biāo)準(zhǔn)，平均去除率分別為89.38%和88.86%。

3 結(jié) 語

本章研究了不同側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O強化MUCT工藝對模擬生活污水系統(tǒng)內(nèi)污染物的去除效果以及最佳側(cè)流比下側(cè)流藥劑Ca(OH)2和MgCl2·6H2O強化MUCT工藝去除實際生活污水中污染物的效果，得出的結(jié)論有以下幾點：

3.3 綜上所述，本次研究發(fā)現(xiàn)側(cè)流技術(shù)強化MUCT工藝相較于常規(guī)MUCT工藝有更好的處理效果，解決了傳統(tǒng)工藝中碳源有機(jī)物低下時還能達(dá)到一個相對比較好的處理效果，對今后碳源有機(jī)物低的城市生活污水的處理提供了一個參考方向。