复合式生物池处理低温污水试验研究

王丹等:复合式生物池处理低温污水试验研究复合式生物池处理低温污水试验研究王丹,吕炳南,赫俊国,许春生哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090【摘要】为考察A/O复合式生物池对低温生活污水的净化效能。实验室试验和生产性试验对启动期耐冷活性污泥的挂膜过程、生物膜的特性、以及稳定期处理系统的净化效能进行了研究。【关键词】AO复合式生物池;低温;净化效能【中图分类号】T23【文献标识码】A【文章编号】1001-6864(2005)04-0129-03STUDY ON THE START-UP OF HYBRID BIO-REACTOR FOR THELOW TEMPERATURE WASTEWATERWANG Dan, LU Bing-nan, HE Jun-g0,Ⅺ U Chun-she吗g(School of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China)Abstract: This study examines the efficiency of A/0 hybrid bio-reactor(A/0-HBR)for contaminations removal in low temperature wastewater. The results of both laboratory and pilot scale experiments indicate that the A/0- HBR holds the capability of start-up quickly, and stable removal efficiencyKey words: A/O hybrid bio-reactor; low temperature; eficiency寒冷地区低温条件下污水处理是目前水处理科学界和1材料和方法工程界的难点,温度对污水中有机污染物的降解污泥的结1.1试验装置构和沉降性能以及曝气池中的充氧效率都起着重要的影试验采用AO复合式生物池装置。该复合式生物池是响口。当水温低于10℃时常规生化法中的微生物活性迅兼有活性污泥法和生物膜法优势的处理系统,具有适应性速降低,生化处理效果急剧下降。对这一状况,各国学者、工强易于对原有活性污泥法进行改造处理效果好、生物量程师们主要集中在工艺的改进和耐冷菌群的驯化这两个方大并能有效防止污泥膨胀传质效果好等优点45同时考面进行研究3。本文在确定MO复合式生物池( A/O Hybrid虑到脱氮的功能,反应池设计为缺氧好氧两段实验原水Bio- Reactor,A/O-HBR)的前提下对启动期耐冷活性污泥→水箱→MO复合式生物池→幅流式沉淀池。其中M/O复的挂膜过程、生物膜的特性、以及稳定期A/O-HBR的净化合式生物池从左至右分为6格,第12格为缺氧段,由搅拌效能进行研究。器进行泥水混和;第345、6格为好氧段,由曝气泵进行充[基金项目]黑龙江省科委205年重大科技攻关资助项目(CB5C02-02)损失较普通房屋减少,这时仍按照普通房屋确定采暖设备数(3)加强立法和执行监督,制定节能建筑施工规范及量,采暖设计不变即采暖设备供热不变,就会打破室内供热验收标准。与失热的平衡,室温上升在升高的新的温度下供热与失热建筑节能是一项综合性的工作,它涉及建筑材料建筑平衡,这样一来,室温高于人体舒适的温度,室内热环境不符设计、建筑构造建筑物理、建筑施工、暖通空调物业管理,合居住卫生的要求。为了缓解室内的过热状况,降低室温,政策法规等诸多方面因此,做好建筑节能这项工作,需要不往往开窗散热,以致出现冬季“开窗纳凉”的怪现象,不但浪同专业、不同部门之间加强协作,共同努力,在建设项目进行费能源,还会造成室温不稳。的不同时期,从不同角度,依据不同准则对节能进行研究,把4提高建筑节能工作的措施存在的问题消化在萌芽阶段。(1)改进采暖收费制度,开发研制用热计量元件及调控系统,将采暖费与供热挂钩;[收稿日期]2006-05-22(2)制定实施节能建筑和新型建材的税收优惠政策,[作者简介]郭勇(1968-),男,哈尔滨人,高级建筑师,现从以此鼓励节能建筑与新型建材的生产和使用;事建筑专业。130低温建筑技术2006年第4期(总第11期)氧曝气,并填充半软性填料;沉淀池污泥和硝化液由回流泵将接种的污泥,在恒温(10℃)培养箱内培养驯化至打回到缺氧段前端与进水混合;剩余污泥外排。实验室试验COD去除率达85%后,此时的耐冷菌群是以动胶杆菌属、假和生产性试验均采用该AO-HBR。其反应池主体部分设单胞杆菌属、黄杆菌属微球菌属及产碱杆菌属为主其特点计水力停留时间为35h有机负荷为20keOD/m3d是挂膜快速净化效能高。对于实验室试验将培养好的由耐12试验用水和分析方法冷菌群组成的活性污泥倒入反应池内,其污泥总体积约占反实验室试验用水为哈尔滨某大学家属区检查井内生活应池总容积的10%;而对于生产性试验,在进水前,将耐冷污水;生产性试验是对哈尔滨某生活小区的污水进行处理。活性污泥均匀的洒到填料表面上,而后进水,之后在第2、4、其原水的水质及试验分析方法如下表所示。6d再次向反映池投撒耐冷活性污泥。2结果与讨论试验所用填料为半软性纤维填料。填料在反应池启动前2.1耐冷活性污泥的挂膜过程就已经固定在反应池的好氧段(如图1中第3~6格)。填料」耐冷活性污泥是指在低温条件下具有较高活性的冷适固定后,在反应池中投加接种耐冷活性污泥,并开始进水启应活性污泥。耐冷活性污泥培养采用接种培驯法。取哈尔动。启动阶段水力停留时间为8h各反应池投入运行以来,滨市某污水处理厂污泥曝气池污泥作为接种污泥,污泥表观分别考察了载体表面生物膜生长的状况。微生物从附着固定呈棕褐色沉降性能良好,且指示性生物种类丰富。在载体表面到形成成熟的生物膜约需1个月的时间(如图1)。原水水质变化范围及试验分析方法表编号分析项目实验室试验原水水质生产性试验原水水质分析方法或分析仪器CODcr314~336mg/L302~330mgL重铬酸钾法BO147-172mg/L稀释接种法NH3-N32.85-47.29mg/L30.85~45.29mgL钠试剂分光光度法362~5.02mgL371~529mgL过硫酸钾氧化-氯化亚鍚还原分光光度法TOC73.21~8529mg/L69.39~87.52mgL日本岛津TOC-Vm型分析仪重量法pH6.58.06.5~8.0WTW-340溶解氧测定仪温度9~11℃7~10℃WTW-340溶解氧测定仪MISS重量法MLVSS重量法DOWrW-340溶解氧测定仪对于生产性试验而言,挂膜过程则需要1个月的时间。签在运行的第27d填料表面才突然固定上大量的棕褐色的生那物膜,其生物量达到1.17gg填料,此时好氧段COD去除率005101520253035为70%。到第40d,生物量为201gg填料,其中挥发性物质运行时间占总物质的82%,并且COD去除率达到79%,认为挂膜成功。与实验室试验相似,启动初期,填料上的生物膜量持续实验室试验·生产性试验较少,突然间大量的生物膜上膜被固定,经过3~5d的调整图1生物膜量随时间增长变化过程后生物膜生长成熟,挂膜过程结束。虽然生产性试验的挂膜时间长,但在挂膜结束后,生物膜固定附着量要高于实验室对于实验室试验在运行的最初10d,填料上没有固定试验。这是因为,实验室规模的反应池体积小构造简单、易上肉眼可见生物膜。从第1l起,部分填料表面开始有一层于调整随时调整运行参数,使之处于最佳的运行工况,且水奶白色、半透明、薄薄一层膜状物质生成,镜检观察到菌胶力冲刷小,传质速度快,从而加速了挂膜。然而生产规模的团、丝状菌。随着时间的推移膜状物质逐日增厚颜色逐渐试验,因水量大,规模大,启动相对要慢但因其调节能力强变深。第16d,填料表面突然固定上大量棕褐色生物膜,其启动后,水力条件好,因此生物量反而要大。生物量达到1.29g/g填料,此时好氧段COD去除率为7%低温条件下,快速挂膜的完成这得益于适宜的工况条件到第18d,生物量为1.88g{g填料,其中挥发性物质占总物质和耐冷菌群的冷适应机制。适宜的曝气量(D0为3~4的80%,并且COD去除率达到80%认为挂膜成功折算后,mg/L)即保证了好氧段充足的氧分和污泥的均匀混合,若曝反应池中的生物总量为8956m/L,其中活性污泥量为213?气量过大,不仅浪费能源更容易对填料产生冲刷剪力,不利mg/L,生物膜量6824mg/L。稳定2d后,启动阶段完成。此时于附着上的生物膜的固定。同时8h的水力停留时间保证生物膜密实紧凑,镜检观察到大量钟虫、线虫、等枝虫。了活性污泥中的微生物可以通过增加个体数量等方式来补王丹等:复合式生物池处理低温污水试验研究131偿因温度变化所引起的个体代谢速率变化所带来的总体底和固着微生物的共同作用下,去除效果明显增加,直至第物利用能力的变化。更为重要的是反应池中投加的耐冷菌20实验室试验)第40(生产性试验)系统对COD和氨氮仍能够在低温条件下保持一定活性,使在载体上的附着、固去除率达到82%和80%。但是在启动阶段系统对Ss的去定过程快速完成。除效果一直低于30%,这与进水Ss浓度较低有关进水的22A/O复合式生物池启动阶段的净化效能SS在60~85mg/),更为重要的原因是水温较低,耐冷活性净化效能主要反应在 COD, sS、BOD3、TOC、氨氮、总磷的污泥的松散破碎絮体飘浮在沉淀池水面,使得出水悬浮物浓去除,BOD5的去除规律与COD同。最初5d,反应池采用闷度居高不下,出水洋浊这一状况在启动结束时依然存在。曝方式,反应池不排水,因此净化效能从第5d开始计。如图对比于实验室试验,生产性试验开始阶段对各污染物去23所示:连续进水后,随着污泥浓度的逐渐增加,COD、氨除率都维持在低水平,这是因为反应池中的生物量浓度较氮、TOC、总磷的去除效率持续稳步增长,但在启动第14d(实低,为投加的耐冷活性污泥仅为反应池容积的1~2%,需要验室试验)和第25(生产性试验)时,好氧段对有机污染物调整、培养一段时间,生物膜才成熟故其启动时间较长。及营养盐的去除效突然变差随后恢复。这是因为在挂膜结语前微生物分泌大量的粘性物质,为固定做准备,从而削弱了(1)试验条件下培养的耐冷菌群是以动胶杆菌属、假对水中污染物的生物降解作用,挂膜成功后,在悬浮微生物单胞杆菌属、黄杆菌属、微球菌属及产碱杆菌属为主,其特点是挂膜快速、净化效能高。(2)在冬季低温条件下,投加耐冷菌群活性污泥的Am好0复合式生物池具有启动快,挂膜迅速,处理效果稳定等优点。在生产性试验中,反映器的启动时间为40d。启动期结束时,反应系统对COD、BOD、氨氮和总磷的去除率能达到80%以上,对于TOC的去除率也达到70%以上,可用于实际工程10(3)反应池在低温条件下快速启动得益于适宜的工况510152025303540条件和耐冷菌群的冷适应机制,在低温状况下,仍能够保持运行时间/d一定活性,具有较高的净化效能- COD -+ SS氮氮参考文献总碑一米一TC[1]周浩晖,桑军强,王占生.低温条件下陶粒滤池生物膜特性研图2实验室试验对污染物去除率曲线究[门].环境工程.203,2(1):10-12[2]赫俊国,李建政,张金松,等.生物膜-活性污泥共生系统处理屠宰废水的研究[].哈尔滨工业大学学报,2003,35(4)44-427[3]丁永伟,王琳等活性污泥和生物膜复合工艺的应用[门中哥兹国给水排水,2005,21(8):30-33[4] F Gebara. 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