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文檔簡介
1、對現(xiàn)有污水處理工藝進行原位升級改造,提高其脫氮除磷和持久性污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)去除效能,是目前我國污水處理行業(yè)發(fā)展中面臨的重要的問題,也是改善我國水環(huán)境質(zhì)量的有效手段。移動床生物反應(yīng)器(Moving BedBiofilm Reactor,MBBR)集合了活性污泥法和生物膜法的主要優(yōu)勢,具有處理效果好、抗沖擊負荷能力強和低溫運行穩(wěn)定等特點,可以通過原位改造,有效改善污水處理廠的出水
2、水質(zhì),是污水廠提標(biāo)改造的有效方式?,F(xiàn)階段MBBR工藝研究多集中在懸浮填料構(gòu)型及其去除率、氮磷的去除機理等方面,有關(guān)工藝參數(shù)優(yōu)化、穩(wěn)態(tài)運行以及處理含有四環(huán)素等持續(xù)性有機污染物廢水等方面的研究較少,因此,研究探討MBBR系統(tǒng)處理復(fù)雜進水的工藝性能優(yōu)化以面對污、廢水的沖擊成為了新的關(guān)注點。
本文以模擬配水為處理對象,通過構(gòu)建和啟動厭氧/好氧-MBBR工藝實驗室小試系統(tǒng),考察厭氧/好氧-MBBR系統(tǒng)去除化學(xué)需氧量(Chemical O
3、xygen Demand,COD)、氨氮和總磷等污染指標(biāo)的工藝效能及作用規(guī)律,研究反應(yīng)器系統(tǒng)在啟動和穩(wěn)態(tài)運行條件下的工藝特性;在反應(yīng)器穩(wěn)態(tài)運行條件下,在進水中投加一定量和一定種類的抗生素,探討添加抗生素對厭氧/好氧-MBBR系統(tǒng)的處理效能的影響規(guī)律,研究A/O-MBBR系統(tǒng)處理抗生素廢水的效能及工藝特性,為進一步推動MBBR工藝在污水廠原位升級改造工程中的應(yīng)用提供技術(shù)參考。
研究結(jié)果表明,A/O-MBBR系統(tǒng)具有良好的抗沖擊負
4、荷能力和低溫運行穩(wěn)定性,溫度、進水COD濃度、進水氨氮濃度及反應(yīng)器運行水力條件變化對A/O-MBBR系統(tǒng)運行性能的影響較小。
當(dāng)反應(yīng)溫度由10~15℃逐步上升到30~35℃時,A/O-MBBR系統(tǒng)對COD的去除率沒有明顯變化,而氨氮的去除率則呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢,但是變化幅度較小;在20~25℃時,A/O-MBBR反應(yīng)器表現(xiàn)出最佳處理效能,對COD的去除率為83.34%,對氨氮的去除率為90.46%。在低溫條件下,系統(tǒng)
5、仍對COD和氨氮保持了一定的去除能力,運行效果良好。
進水中有機物的濃度由200mg/L增大到500mg/L,氨氮濃度由50mg/L增大到140mg/L時,系統(tǒng)的COD去除率沒有明顯變化,而氨氮去除率則呈先增大后減小的規(guī)律。當(dāng)反應(yīng)器中填料投配率為30%,水力停留時間(Hydraulic Retention Time,HRT)為8h,溫度為20~25℃,進水COD濃度為350~400mg/L,進水氨氮濃度則為80mg/L時,A/
6、O-MBBR工藝處理出水水質(zhì)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18919-2002)》一級A標(biāo)準(zhǔn)。
投加抗生素對于A/O-MBBR工藝的處理效能具有一定的抑制作用,反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的微生物受到了一定的影響,污染物去除率隨之降低。當(dāng)進水中投加50μg/L的四環(huán)素時,COD的去除率由85.97%下降到76.3%,下降約10%;氨氮的去除率由89.14%降為69.45%,下降約20%;總磷的去除率由74.55%降為54.4%,下降幅
7、度約20%;當(dāng)進水中四環(huán)素的濃度增大到200μg/L時,COD、氨氮和總磷的去除率分別為59%、55.65%和43%,去除率的下降幅度不大。當(dāng)進水中投加50μg/L的混合抗生素時,COD的去除率由85.97%下降到60.57%,下降約25%;氨氮的去除率由89.14%降為61.57%,下降約28%;總磷的去除率由74.55%降為49.3%,下降幅度約25%;當(dāng)進水中混合抗生素的濃度增大到200μg/L時,COD、氨氮、總磷的去除率分別為
8、53.94%、49.91%和35.54%,下降幅度并不明顯。在抗生素濃度增加的過程中,A/O-MBBR工藝的處理效能不斷下降,氨氮和總磷的變化幅度較大,而COD的去除效果則相對穩(wěn)定。當(dāng)進水中四環(huán)素濃度為50μg/L時,出水的水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18919-2002)》一級B出水標(biāo)準(zhǔn);而當(dāng)進水中混合抗生素濃度為50μg/L時,出水的水質(zhì)指標(biāo)中僅氨氮滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18919-2002)》一級
9、B出水標(biāo)準(zhǔn),COD、總磷的濃度符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18919-2002)》三級出水標(biāo)準(zhǔn)。
實驗結(jié)果表明,四環(huán)素、土霉素、金霉素均能被A/O-MBBR工藝降解,其中金霉素的降解效率最高,土霉素的去除率最低;在進水中抗生素濃度為50μg/L時,金霉素的去除率為46.02%,四環(huán)素為41.79%,土霉素的去除率為38.42%;在整個反應(yīng)過程中,土霉素去除率的變化幅度最小。A/O-MBBR工藝對抗生素的去除性能要優(yōu)
10、于常規(guī)污水處理系統(tǒng);但是隨著進水中抗生素濃度的不斷增加,A/O-MBBR系統(tǒng)對抗生素的去除率不斷下降,且下降幅度越來越大。
A/O-MBBR工藝啟動達到穩(wěn)態(tài)運行后,污染物去除效率穩(wěn)定,活性污泥呈現(xiàn)棕褐色,微生物活性良好,污泥沉降比維持在15%左右。然而,當(dāng)抗生素進入反應(yīng)器后,活性污泥的顏色首先發(fā)生變化。隨著抗生素濃度的增加,污泥由棕褐色逐漸變黑,微生物的活性降低,鐘蟲、纖蟲等固著型纖毛蟲逐漸減少;當(dāng)進水中混合抗生素的濃度增大到
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