第25卷第1期蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vol.25No.1.2006年2月Journal of Lanzhou Jiaotong U niversity (Natural Sciences)Feb, 2006文章編號(hào):1001 -4373( 2006)01-0073-03DATB聯(lián)合CWs工藝處理生活污水試驗(yàn)研究.譚磊'，王俊峰2， 王寶山3(1. 蘭州交通大學(xué)數(shù)理與軟件工程學(xué)院,甘肅蘭州730070;2. 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院,甘肅蘭州730050;3.蘭州交通大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院,甘肅蘭州730070)摘要:介紹了 降流式厭氧紊動(dòng)床(DATB)聯(lián)合人工濕地(CWs)處理生活污水工藝. DATB通過(guò)沼氣強(qiáng)制循環(huán),使懸浮載體顆粒處于流化狀態(tài),當(dāng)HRT=6 h時(shí),DATB對(duì)COD去除率可達(dá)70%左右. DATB出水再通過(guò)CWs處理,當(dāng)HRT=6d時(shí),CWs對(duì)污水中的COD進(jìn)一步降除,同時(shí)可對(duì)污水中的NH3-N.TP有效去除,從而實(shí)現(xiàn)污水資源化. DATB與CWs聯(lián)合工藝處理生活污水效果好、耗能低,具有顯著的生態(tài)效益和社會(huì)效益,適合農(nóng)村中、小城鎮(zhèn)的污水處理.關(guān)鍵詞:降流式厭氧紊動(dòng)床(DATB);人工濕地(CWs);污水資源化;厭氧中圖分類(lèi)號(hào): X703. 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A.厭氧技術(shù)與傳統(tǒng)的好氧技術(shù)相比具有工藝簡(jiǎn)1.2實(shí)驗(yàn)裝 置及流程單、能耗低、產(chǎn)泥量小、營(yíng)養(yǎng)需求少、對(duì)水源的適應(yīng)范試驗(yàn)裝置流程如圖1所示.污水首先由泵打入圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因而對(duì)厭氧技術(shù)的研究逐漸增多[1~8].DATB,反應(yīng)器內(nèi)徑100 mm,有效高度1 000 mm,有人工濕地(Constructed Wetlands,CWs)系統(tǒng)處理污效容積7.85L,底部有脫落污泥的圓錐體.反應(yīng)器中水具有凈化效果好、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、 運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方載體選用江蘇省宜興市彬鵬環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)便、能耗低、對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)、工程基建和運(yùn)行的聚丙烯球載體.其密度為0.92 kg. L-1 ,略輕于水，費(fèi)用低、可實(shí)現(xiàn)廢水的資源化等特點(diǎn),正越來(lái)越多地可在水中懸浮并隨水體流動(dòng),形狀圓形,直徑1.0cm,得到人們的關(guān)注,在城市建設(shè)中應(yīng)用越來(lái)越多4.采比表面積約為720 m2●m~3.試驗(yàn)在常溫下進(jìn)行,沼用降流式厭氧紊動(dòng)床(DATB)聯(lián)合人工濕地(CWs)氣由氣體泵循環(huán),氣流速度為0.6 L. min-' ,循環(huán)氣處理生活污水,取得了良好效果,出水可實(shí)現(xiàn)污水資體布?xì)恻c(diǎn)距反應(yīng)器底150mm,氣體通過(guò)橡皮管輸送.源化,用于綠化、農(nóng)田灌溉等.經(jīng)過(guò)DATB處理的污水進(jìn)入模擬人工濕地(CWs),模擬人工濕地(CWs)底部為防滲層,先敷設(shè)礫石,再敷1試驗(yàn) 內(nèi)容與方法設(shè)土壤，其上種植蘆葦.人工濕地有效長(zhǎng)度1 5001.1試驗(yàn)水質(zhì)mm,有效寬度300mm,有效水深200mm.試驗(yàn)用水采用蘭州理工大學(xué)學(xué)生宿舍樓集水井氣壓計(jì)中生活污水,具體水質(zhì)如表1所示.表1試驗(yàn)用污水水質(zhì)3Tab. 1 Synthetic wastewater composition_5主要水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定值污泥排放CODc:/mg●L-1510~ 7001.貯水箱;2.水泵;3. DATB;4. 氣體泵;5. CWsBOD3/mg. L~250~ 340TP/mg. L10~15圖1試驗(yàn)裝置工藝流程圖NH;一N/mg. L-'30~40中國(guó)煤化Isperimental equipmentsSS/mg●L185~255pH值6.5~7.3T.CNMHG測(cè)試項(xiàng)日”COD、BUD5、NH3-N、TP. SS、pH .水溫/C15. 5~ 25收稿日期:2005-06-30作者簡(jiǎn)介:譚磊(1979-),女.廣 東中山人,碩士生.74蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第25卷均采用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)[5].30010C2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論.8曾200602.1降流式厭氧紊動(dòng)床(DATB)的啟動(dòng)3 150140100士出水COD首先在反應(yīng)器中植入接種污泥,接種污泥采用雁50”去除率2兒灣污水處理廠板框壓濾后的干污泥,外觀呈黑色，4書(shū)1011702252VSS/SS=0.45.反應(yīng)器置于恒溫室,反應(yīng)器啟動(dòng)分兩時(shí)間d段進(jìn)行，先好氧掛膜后厭氧掛膜.好氧預(yù)掛膜時(shí)采用圖3 DATB 處理效果蘭州理工大學(xué)學(xué)生宿舍樓集水井中生活污水,CODFig.3 Results of DATB on removal of COD約為600 mg●L-1 ,采用HRT=5 h,運(yùn)行15 d.厭氧反應(yīng)器對(duì)氮去除率在10%以下,磷則基本未去除，掛膜時(shí)采用糞便污水,COD約為8000 mg. L,采故DATB出水需經(jīng)過(guò)CWs進(jìn)一步處理.用HRT=7~10 h,運(yùn)行30 d后填料表面形成一層黑揮發(fā)酸是有機(jī)物厭氧發(fā)酵過(guò)程中的主要產(chǎn)褐色的生物膜,出水水質(zhì)趨于穩(wěn)定.此時(shí),有機(jī)負(fù)荷物口,過(guò)度積累會(huì)抑制產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng),特別是當(dāng)反(OLD)達(dá)到7.0kg.m-3●dI.停止掛膜,然后用蘭應(yīng)器中堿度不足時(shí),所以在生活污水中必須保證一州理工大學(xué)學(xué)生宿舍樓集水井中生活污水進(jìn)行試驗(yàn).定的堿度,試驗(yàn)中利用生活污水自身的堿度,可以滿(mǎn)在試驗(yàn)中首先利用好氧預(yù)掛膜,利用好氧菌繁足DATB處理過(guò)程的需求.殖速度快的特點(diǎn),在較短的時(shí)間內(nèi),在載體表面成2.3 CWs處理效果膜,改善載體膜表面的性能，縮短了厭氧掛膜時(shí)間.將DATB出水引入人工濕地CWs,利用自然生厭氧掛膜過(guò)程中,生物膜中的細(xì)菌由球菌占優(yōu)勢(shì)逐態(tài)系統(tǒng)中所發(fā)生的物理、化學(xué)和生物作用的綜合效應(yīng)步過(guò)渡到索氏甲烷絲狀菌占優(yōu)勢(shì).掛膜過(guò)程中微生來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的凈化58].穩(wěn)定進(jìn)水COD為190士20.物優(yōu)先選擇載體上的微空裂縫和凹陷部位附著和生mg.L時(shí),處理效果與HRT的關(guān)系如圖4所示.長(zhǎng)繁殖,在局部形成生物膜,然后擴(kuò)展到整個(gè)載體100p ▲7100上[6].由于反應(yīng)器內(nèi)強(qiáng)烈的紊動(dòng),使合成的聚合物和80-80還大量生物停留于具有高比表面積載體的表面,使DATB生物膜表現(xiàn)出低厚度、高密度的特點(diǎn).2.2 DATB的處理效果- +-出水COD20一- 去除率.調(diào)整試驗(yàn)水溫穩(wěn)定在21士0.5 "C ,進(jìn)水COD為600士HRT/d20mg.L1時(shí)，處理效果與HRT的關(guān)系如圖2所示.圖4HRT對(duì)CWs處理效果的影響士沓CoDy100Fig.4 Efct of reaction time on removal of COD in CWs, 400-80 退由圖4可知,當(dāng)HRT大于6d時(shí),COD去除率300-50盛20040常降低減緩,且故可采用HRT=6 d作為污水在CWs0中的接觸時(shí)間.048HRT/h圖2HRT對(duì)DATB處理效果的影響8(480Fig.2 Effct of reaction time on removal of COD in DATB由圖2可知,當(dāng)HRT大于6 h時(shí),COD去除率+出水COD{2降低減緩,故可采用HRT=6 h作為生活污水在一*-去除率DATB中的接觸時(shí)間.中國(guó)煤化工茲藝28°0采用HRT=6 h,試驗(yàn)水溫18. 8~24.2 "C,進(jìn)MHCNMHG圖5 CWs處理效果水COD在520~680mg●L1時(shí),DATB正常運(yùn)行Fig.5 Results of CWs on removal of COD一個(gè)月,處理效果如圖3所示.采用HRT=6 d,正常運(yùn)行30 d,當(dāng)進(jìn)水COD由圖3可知，DATB對(duì)COD的處理效果明顯,在144mg.L至234mg●L-變化時(shí)，CWs對(duì)去除率約為65%~ 75%.但由于厭氧過(guò)程的限制，第1期譚磊等:DATB聯(lián)合CWs工藝處理生活污水試驗(yàn)研究75COD的處理效果如圖5所示,對(duì)NHs-N、TP的處參考文獻(xiàn):理效果如圖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.進(jìn)水氨氮一-進(jìn)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.時(shí)間/d[3] 陸嘉茲,何 軍.蕭山污水處理廠擴(kuò)建工程[J].給水排圖6 CWs對(duì) NH;- N、TP的處理效果水,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 -由圖5,6可知，CWs對(duì)COD的去除率可達(dá)到stem bulrush in constructed wetlands treating nutrient70%以上,出水COD在60mg. L-'以下,對(duì)氨氮和-rich wastewaters[J]. Wetlands Ecology and Manage-磷的去除率也達(dá)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.出水可用于農(nóng)田[5] 國(guó)家環(huán)保總局水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì).水和廢.灌溉，也可經(jīng)簡(jiǎn)單處理后,用于生活雜用水.水監(jiān)測(cè)分析方法[M].第4版.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.3結(jié)論[6]葉芬霞.載體好氧預(yù)掛膜處理對(duì)厭氧生物顆粒性能的.影響[J].環(huán)境科學(xué)研究,2002,15(2) :22-25.1)當(dāng)HRT=6h時(shí),DATB對(duì)生活污水的COD[7]亓化亮,陳學(xué)民.城鎮(zhèn)污水混凝預(yù)處理及污泥厭氧消化去除率可達(dá)70%左右;2)當(dāng)HRT=6 d時(shí),CWs對(duì)生試驗(yàn)研究[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào),2004,23(4):37-40.活污水中COD的去除率可達(dá)到70%以上，同時(shí)對(duì)氨[8] Goulet R R, Leclair EN, PickF R. The Evaluation of氮和總磷的去除效率也達(dá)到了80%以上;3) DATBMetal Retention by a Constructed Wetland Using the聯(lián)合CWs工藝處理生活污水效果好、耗能低,具有顯Pulmonate Gastropod Helisoma trivolvis (Say)[J]. Ar-著的生態(tài)效益和社會(huì)效益.適合農(nóng)村中、小城鎮(zhèn)的污chives of Environmental Contamination and Toxicolo-水處理,在我國(guó)具有廣闊的應(yīng)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中國(guó)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