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.25No.1.2006年2月Journal of Lanzhou Jiaotong U niversity (Natural Sciences)Feb, 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3(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=6 h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-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文献标识码:A.厌氧技术与传统的好氧技术相比具有工艺简1.2实验装 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[1~8].DATB,反应器内径100 mm,有效高度1 000 mm,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0.92 kg. L-1 ,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4.采比表面积约为720 m2●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0.6 L. 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),模拟人工湿地(CWs)底部为防渗层,先敷设砾石,再敷1试验 内容与方法设土壤，其上种植芦苇.人工湿地有效长度1 5001.1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3Tab. 1 Synthetic wastewater composition_5主要水质指标测定值污泥排放CODc:/mg●L-1510~ 7001.贮水箱;2.水泵;3. DATB;4. 气体泵;5. CWsBOD3/mg. L~250~ 340TP/mg. L10~15图1试验装置工艺流程图NH;一N/mg. L-'30~40中国煤化Isperimental equipmentsSS/mg●L185~255pH值6.5~7.3T.CNMHG测试项日”COD、BUD5、NH3-N、TP. SS、pH .水温/C15. 5~ 25收稿日期:2005-06-30作者简介:谭磊(1979-),女.广 东中山人,硕士生.74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[5].30010C2实验结果与讨论.8曾200602.1降流式厌氧紊动床(DATB)的启动3 150140100士出水COD首先在反应器中植入接种污泥,接种污泥采用雁50”去除率2儿湾污水处理厂板框压滤后的干污泥,外观呈黑色，4书1011702252VSS/SS=0.45.反应器置于恒温室,反应器启动分两时间d段进行，先好氧挂膜后厌氧挂膜.好氧预挂膜时采用图3 DATB 处理效果兰州理工大学学生宿舍楼集水井中生活污水,CODFig.3 Results of DATB on removal of COD约为600 mg●L-1 ,采用HRT=5 h,运行15 d.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8000 mg. L,采故DATB出水需经过CWs进一步处理.用HRT=7~10 h,运行30 d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,有机负荷物口,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●dI.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一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2.3 CWs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58].稳定进水COD为190士20.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100p ▲7100上[6].由于反应器内强烈的紊动,使合成的聚合物和80-80还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.2.2 DATB的处理效果- +-出水COD20一- 去除率.调整试验水温稳定在21士0.5 "C ,进水COD为600士HRT/d20mg.L1时，处理效果与HRT的关系如图2所示.图4HRT对CWs处理效果的影响士沓CoDy100Fig.4 Efct of reaction time on removal of COD in CWs, 400-80 退由图4可知,当HRT大于6d时,COD去除率300-50盛20040常降低减缓,且故可采用HRT=6 d作为污水在CWs0中的接触时间.048HRT/h图2HRT对DATB处理效果的影响8(480Fig.2 Effct of reaction time on removal of COD in DATB由图2可知,当HRT大于6 h时,COD去除率+出水COD{2降低减缓,故可采用HRT=6 h作为生活污水在一*-去除率DATB中的接触时间.中国煤化工兹艺28°0采用HRT=6 h,试验水温18. 8~24.2 "C,进MHCNMHG图5 CWs处理效果水COD在520~680mg●L1时,DATB正常运行Fig.5 Results of CWs on removal of COD一个月,处理效果如图3所示.采用HRT=6 d,正常运行30 d,当进水COD由图3可知，DATB对COD的处理效果明显,在144mg.L至234mg●L-变化时，CWs对去除率约为65%~ 75%.但由于厌氧过程的限制，第1期谭磊等:DATB联合CWs工艺处理生活污水试验研究75COD的处理效果如图5所示,对NHs-N、TP的处参考文献:理效果如图6所示.50r[1] Zakiah A Kassam, Laleh Yerushalmi,Serge R Guiot. A40-Market Study on the Anaerobic Waste- water Treat-ment Systems[J]. Water, Air, &. Soil Pollution, 2003 ,30.进水氨氮一-进水TP-出水氨氮一出水TP143(1-4):179-192.10[2]Gavrilescu M. Engineering concerns and new develop-ments in anaerobic waste - water treatment [J]. Clean759131721 25 29Products and Processes , 2003 ,3(4):346-362.时间/d[3] 陆嘉兹,何 军.萧山污水处理厂扩建工程[J].给水排图6 CWs对 NH;- N、TP的处理效果水,2005 ,31(7):31 -36.Fig.6 Results of CWs on removal of NHs - N and TP[4]Tanner C C. Growth and nutrient dynamics of soft -由图5,6可知，CWs对COD的去除率可达到stem bulrush in constructed wetlands treating nutrient70%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NHs-N小于ment,2001,9(1):49-73.7mg●L-,TP小于2mg●L-1.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,2002.3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.影响[J].环境科学研究,2002,15(2) :22-25.1)当HRT=6h时,DATB对生活污水的COD[7]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=6 d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COD的去除率可达到70%以上，同时对氨[8] Goulet R R, Leclair EN, PickF R. 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chives of Environmental Contamination and Toxicolo-水处理,在我国具有广阔的应用前景.gy,2001 ,40(3):303-310.Study of Treatment of Domestic Sewage by Downflow Anaerobic TurbulentBed and Constructed WetlandsTan Lei'， W ang Junfeng2，" W ang Baoshan3(1. School of Mathematics, Physics &. Software Engineering , Lanzhou Jiaotong University , Lanzhou 730070,China;2. School of Petrochemical Technology , Lanzhou Univ. of Tech. , Lanzhou 730050 ,China;3. 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 NHs-N and TP are removed ef-fectively at the same time. They can implement renovation中国煤化工CWs treatment to do-mestic sewage have high activity and low energy consumpti:THCN M H Gent eologicall and so-cial results,which fit to treat to domestic sewage of rural area ana' town.Key words: Downflow Anaerobic Turbulent Bed (DATB); Constructed Wetlands (CWs); renovation ofwastewater; anaerobic