34中國農(nóng)村水利水電●2004年第6期文章編號1007-2284< 2004 )06-0034-03高濃度城市污水處理正交試驗(yàn)研究劉暢' ,程曉如' ,鄭旭榮”,龔 兵*,曾(1.武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,湖北武漢430072:2. 石河子大學(xué);3.武漢市城市排水監(jiān)測站)摘要:針對新疆 石河子市城市污水CODcr高于1 0000 mg/L的特點(diǎn),采用SBR工藝進(jìn)行處理試驗(yàn),并用正交試驗(yàn)的方法對最佳工藝條件進(jìn)行了探討。試驗(yàn)表明,該工藝對高濃度城市污水有較好的處理效果。通過控制運(yùn)行條件,可使出水各項(xiàng)指標(biāo)分別滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)業(yè)灌溉的要求。關(guān)鍵詞:SBR工藝;COD;高濃度城市污水;正交試驗(yàn)中囝分類號:TU991.25文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AOrthogonal Experimental Research of High-Concentration Sewage Water TreatmentLIU Chang' , CHENG Xiao-ru'，ZHENG Xu-rong2 , GONG Bin' , ZENG Yong2(1. College of Civil and Architectural Engineering of Wuhan University, Wuhan City 430072. Hubei Province. China;2. Shihezi University; 3. Wuhan City Drainage Monitoring Station)Abstract: In this paper, aimed at fact that the concentration of CODer in the sewage water is higher than 1000 mg/1 in Shihezi City,Xinjiang, technology SBR is adopted in the processing experiment, and orthogonal experiment method is used in the discussion of op-timal technology. The resuls of the experiment show that the technology has good efets on the processing of high-concentrationsewage water. Through control of operation condition, it is possible that the output water can meet the standard of comprehensivedischarge and the requirement of agricultural irigation.Key words; technology SBR; COD; high- concentration sewage water; orthogonal experiment批進(jìn)人反應(yīng)器后,通過與污泥混合、稀釋和吸附作用,降低了進(jìn)1概述水的CODcr值.以便下一步的生化處理;②可據(jù)出水是排放水新疆維吾爾自治區(qū)石河子市地處干旱、半干旱區(qū)，既是新體或是用于農(nóng)業(yè)灌溉靈活調(diào)節(jié)運(yùn)行方式，使其達(dá)到不同的出水興的工業(yè)城市也是重要的農(nóng)業(yè)墾區(qū),水資源的合理開發(fā)、保護(hù)水質(zhì)要求。以及污水有效利用對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展具有重要意義。石河子市目前采用合流制排水體系.城市污水未經(jīng)處理直接排2試驗(yàn)方法與裝置人蘑菇湖水庫,一方面造成了水庫水質(zhì)嚴(yán)重富營養(yǎng)化;另一方2.1試驗(yàn)水樣面,未經(jīng)處理的污水直接用于灌溉，使得土壤、作物及地下水的試驗(yàn)用原水取自武漢市茶港小區(qū)污水管道,主要來源為城安全性受到威脅。根據(jù)1996~2000年總排放口檢測結(jié)果,石河子市的城市市污水。經(jīng)試驗(yàn)測出原水中CODer為200 mg/L左右,不滿足污水以有機(jī)物為主要污染物,CODer多在1 000 mg/L左右,最試驗(yàn)要求。參照石河子市污水濃度情況,往原水中添加葡萄高時曾達(dá)到1 548 mg/L;BOD也達(dá)到450 mg/L以上。糖、淀粉、氯化銨磷酸二氫鉀進(jìn)行人工配制。配制后的水樣水序批式活性污泥法工藝(Sequencing Batch Reactor)采用了質(zhì)指標(biāo)見表1。試驗(yàn)用活性污泥取自武漢市沙湖污水處理廠的集有機(jī)污染物降解與混合液沉淀于一體的反應(yīng)器來處理污水。污泥回流井。與連續(xù)式活性污泥法系統(tǒng)比較,該工藝的特點(diǎn)是無需設(shè)污泥回表1試驗(yàn)水樣水質(zhì)mg/L流設(shè)備,可不設(shè)二沉池，基建費(fèi)用較低,運(yùn)行方式靈活且能夠在水質(zhì)指標(biāo)化學(xué)需氧量 懸浮物總氤氨氮磷池內(nèi)進(jìn)行脫氮和除磷反應(yīng)”"。針對石河子市城市污水濃度高、最高值73232.722. 1.2水資源短缺的實(shí)際情況,采用SBR法的優(yōu)越性有:①當(dāng)污水分中國煤化工29.916.2.8收稿日期:2004-01-13MHCNMH(s 31.318. 88.6基金項(xiàng)目:國家科技攻關(guān)項(xiàng)日(202BA901A37).2.2試驗(yàn)裝置作者簡介:劉暢(1980-),女 ,碩士研究生。試瞼裝置見圖1.反應(yīng)器為塑料圓桶.有效容積為3 L;曝高濃度城市污水處理正交試驗(yàn)研究劉暢程曉如鄭旭榮等35氣方式為鼓風(fēng)曝氣,攪拌方式為機(jī)械葉輪攪拌。表4正交試驗(yàn)方案及結(jié)果機(jī)械攪拌器序號C去除率s/%97.97號98. 87T水口97.997.26上縮空氣96. 9297. 56空氣擴(kuò)"散器J訛口86.1689.87圈1 SBR 反應(yīng)器示意團(tuán)9392.522.3試驗(yàn)方法SBR反應(yīng)器的周期運(yùn)行工序依次為:進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀和排K，294.81 285.10 281.39 285. 40水4個階段。為了在去除有機(jī)物的同時還能有效脫氮除磷,反Kz,291.74287.41 285.66 281. 05應(yīng)階段通:過控制溶解氧濃度進(jìn)行厭氧、好氧和缺氧反應(yīng)。本試Kgy268.55 282.59 288. 05288. 65T=. Ey,=855.1驗(yàn)采用溶解氧儀對反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，使桶內(nèi)溶R，98. 2795. 0393.80 95. 13y= T/9=95.01解氧在厭氧階段保持在0. 3 mg/L以下,好氧階段保持在2.0Rz,97.25 95.80 95.22 93. 68~3. 0 mg/L,缺氧階段為0.5 mg/L以下。89.52 94. 2096.02 96. 22研究表明,SER反應(yīng)器的處理效果受多種因素影響,本試驗(yàn)以8. 75. 602.222.54.污泥負(fù)荷、厭氧時間好氧時間缺氧時間為影響因素、以C0Der的去除率為考核指標(biāo)進(jìn)行了4個因素3種水平正交試驗(yàn)。各水質(zhì)指(1)計(jì)算各因素在不同水平的平均去除率。表4所示K。標(biāo)測定方法國見表2;正交試驗(yàn)因素及水平見表3.為j因素在i水平下的3次試驗(yàn)去除率之和,R。為其均值。平t2 水質(zhì)指標(biāo)測定方法均值的極差R, = max{Kj,Kz;,Kg,}- min{Kr,Kz,Ks,}。水質(zhì)指標(biāo)測定方法(2)繪制去除率變化趨勢圖。將4個因素3種水平對應(yīng)的平均去除率作圖,其變化趨勢見圖2。C0Der重鉻酸鉀法"N過硫酸鉀氧化,紫外分光光度法NH; -N納氏試劑光度法P鉬銻抗分光光度法))便攜式幣解氧儀法SS.MI.SS水浴鍋蒸干，103~105 C烘干稱重法8低中商低中商低中高低中商表3正交試驗(yàn)因素及水平污泥負(fù)荷厭氣時間 好氧時間 缺氣時間因前圈2不同因素對CODcr去除率的影響B(tài)D(3)極差分析。通常根據(jù)同一因素在不同水平所對應(yīng)的去水平污泥負(fù)荷厭氧好氧缺氧除率差異來判斷因素的主次。對去除率影響大的因素是較主(0ODe/MI.SS)/時間/h時間/h 時間/h要的因素;反之.是次要因素。在表4中，極差越大，說明此因(kg.kg-'●d-))素的不同水平產(chǎn)生的差異較大,即該因素是主要因素。試驗(yàn)表1(低)0. 161.02.明,污泥負(fù)荷為主要因素,其他因素相差不大，均為較次要因2(中)0.261.53.素。因此在實(shí)際運(yùn)行中，可在較經(jīng)濟(jì)合理的情況下放寬對厭3(高)0. 562.04.0氧、好氧、缺氧階段的時間的限制，而對污泥負(fù)荷的取值是要嚴(yán)格控制的。綜合以上分析,最優(yōu)處理方案為:污泥負(fù)荷為0.16;3試驗(yàn)結(jié)果分析厭氧時間為1.5 h;好氧時間為4 h;缺氧時間為1.5 h。3.1預(yù)測最優(yōu)水 平組合中國煤化工正交試驗(yàn)方案及結(jié)果見表4.通過計(jì)算各因素相同水平的IYHCNMHG效容積放大到20 L.并污水進(jìn)人反應(yīng)器后,首去除率之和,并將各因素最好的水平組合在-起,可提出預(yù)測的最優(yōu)水平組合,以供進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證 及研究。先快速攪拌,使污水與污泥混合均勻，充分接觸。這樣有利于磷36高濃度城市污水處理正交試驗(yàn)研究劉暢程曉如鄭旭榮等的釋放及溶解性有機(jī)物的吸收,同時起到稀釋原污水的作用;接12著進(jìn)入?yún)捬蹼A段,控制DO值在0. 3 mg/L以下;好氧階段時,D)10控制在2. 0~3.0 mg/L.在降解有機(jī)物同時吸收磷及硝化;缺氧階段進(jìn)行反硝化脫氮反應(yīng),控制DO在0. 5 mg/L之下;最后的好氧階段保證磷的吸收,不影響出水水質(zhì)。試驗(yàn)得到CODer.ETN.NH' -N.TP的降解曲線，見圖4.圖5.圖6.圖7。選水混合0門245百|(zhì)階段10min反成階段圄7 TP 降解曲線好氧曝氣缺氧投拌階段1.5h階段4hCODer的混合稀釋作用十分明顯，在混合階段C0Dcr就降到了300 mg/L以下。這樣使得硝化反應(yīng)過程中的含碳有機(jī)物濃排上消液靜置沉淀好氣曝氣度不會過高,從而抑制硝化菌的生長。出水階段1.0h階段0.5h(2)TP降解曲線在混合階段經(jīng)稀釋和吸附下降后,在厭氧階段出現(xiàn)急劇上升的情況,這說明活性污泥中的聚磷菌在厭氧團(tuán)3反應(yīng)器最優(yōu)方案運(yùn)行程序條件下釋放出了大量的磷。使得稀釋后下降的TP含量又得到了回升。在好氧階段聚磷菌超量吸收磷，使得磷的含量又開始1400下降到達(dá)1.2 mg/L.缺氧階段磷含量又會有所回升,不過幅I 200度不大。在出水前設(shè)置時間較短的好氧曝氣階段，以保證出水,1000800-水質(zhì)。600-4結(jié)語40020(1)用SBR法處理高濃度城市污水是可行的,初期的混合反應(yīng)階段稀釋作用十分明顯，出水CODer均能保持在100 mg/L以下。由于反應(yīng)工序采用厭氧一好氧- 缺氧方式處理,所以也能達(dá)到)~1 進(jìn)水階段 1~2 混合階段2~3 厭氧階段較好的脫氮除磷的效果，且各項(xiàng)污染物指標(biāo)均能達(dá)到污水綜合3~4好氧階段4~5缺氧階段5~6 出水階段排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978- 1996)要求。因4 C0Der降解曲線(2)SBR工藝操作靈活,當(dāng)污水濃度發(fā)生較大波動時，可以人為調(diào)整反應(yīng)時間及曝氣量，延長沉淀時間等，使出水滿足處G 25+理要求。實(shí)驗(yàn)表明，要求出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》宣20(GB8978-1996)要求時控制運(yùn)行周期為:厭氧攪拌2 h、好氧曝15氣4 h、缺氧攪拌1 h.好氧曝氣0.5 h.沉淀排泥1 h;要求出水0達(dá)到農(nóng)田濫溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))(GB5084-92)時,控制運(yùn)行周期為:厭氧攪拌2 h、好氧曝氣2.5 h、缺氧攪拌1 h.好氧曝氣0.5h.沉56淀排泥1 h,可以縮短1.5 h。(3)由于硝化菌、反硝化菌、聚磷菌所要求的反應(yīng)條件不圈5 TN降解曲線同,所以TN、NHt -N.TP的去除率很難同時達(dá)到最高狀態(tài)。25|CODer的去除率能達(dá)到90%以上;TN的去除率為40% ~60%;NHt -N的去除率不很穩(wěn)定,能達(dá)到30%~ 60%;TP去除率高時能達(dá)到90% ,低時能達(dá)到70%,考慮原因主要是由清性污泥在培養(yǎng)過程中剩余污泥的排放情況造成的。C參考文獻(xiàn)[1]張自杰林榮忱. 金儒霖排水I程[M].北京:中國建筑工業(yè)出0t-2言45古中國煤化工供0M.第4版北京,中國圄6 NHt -N降解曲線出CNMH G3.3結(jié)果分析[3]"物德風(fēng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析LMJ.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社.2002:174(1)根據(jù)圖4的CODer的降解曲線可以看出SBR法對于-177.