沈 宏

(山西省世界遺產(chǎn)和風(fēng)景名勝區(qū)監(jiān)管中心，山西太原 030013)

1 試驗(yàn)裝置及其運(yùn)行

研究里面使用的進(jìn)行試驗(yàn)的相關(guān)裝置是由自己進(jìn)行設(shè)計(jì)的具有一體化性質(zhì)的“OCO污水處理裝置”(見圖1)。根據(jù)相關(guān)介紹顯示，位于丹麥的一些污水處理廠在對(duì)OCO這種工藝進(jìn)行使用之后，位于反應(yīng)器里面的污水水力有7.5 h～12.5 h的時(shí)間處于停留狀態(tài)，其在停留的相關(guān)時(shí)間上的分布比例是1(厭氧)∶2.3(缺氧)∶3(好氧)，再加上對(duì)可操作性的考慮，可以得出反應(yīng)區(qū)中總共停留的10 h里，有1.6 h在厭氧區(qū)中、3.65 h在缺氧區(qū)中、4.75 h在好氧區(qū)中;停留在二次沉淀池中的時(shí)間是1 h，80 L/h～100 L/h是污水的流量值。

圖1 反應(yīng)器剖面

以上述工藝參數(shù)作為依據(jù)，用D來表示生物反應(yīng)器中的直徑，用H來表示生物反應(yīng)器中的有效高度，取其比是1/3，因而得出1 440 mm是直徑長度(厭氧區(qū)為600 mm，缺氧區(qū)寬度為230 mm)，以將相關(guān)材料進(jìn)行合理的利用為目的，在反應(yīng)器的相關(guān)設(shè)定上:高度是600 mm，500 mm是有效高度。

一切準(zhǔn)備就緒后，第一步是將化纖填料放進(jìn)厭氧所在區(qū)間，然后放塘泥(篩濾之后)，尋找適當(dāng)?shù)臅r(shí)間將按高濃度比例進(jìn)行合成的污水(即可溶性淀粉、蛋白胨和白糖等材料所配制出的營養(yǎng)液體)加入其中，為細(xì)菌的繁殖提供條件(污水的配方比例見表1)。

表1 合成污水配方

缺氧、好氧、缺好混合的三種區(qū)間內(nèi)，潛水泵會(huì)讓混合著合成污水的塘泥以圓周為軌跡不斷運(yùn)動(dòng)，利用氣泵于好氧區(qū)間不斷進(jìn)行曝氣作業(yè)。細(xì)菌的繁殖會(huì)在培養(yǎng)了3 d～4 d之后變得大量，導(dǎo)致二次沉淀池中的具有活性的污泥出現(xiàn)明顯下沉，位于上層的水漸漸清澈。在此之后以連續(xù)的方式加入合成的污水，以此來替代以間歇性方式加入的營養(yǎng)液，污水流量由20 L/h開始逐天加大，約經(jīng)6 d，污水流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量。此間應(yīng)對(duì)各個(gè)反應(yīng)池和各個(gè)區(qū)內(nèi)的pH值以及氧的溶解量進(jìn)行密切的關(guān)注，做到及時(shí)調(diào)整，保障細(xì)菌的良好生長。

2 主要水質(zhì)指標(biāo)分析檢測(cè)方法

COD:重鉻酸鉀氧化法;BOD:稀釋接種法;氨氮:氨氣敏電極法;硝酸鹽氮:硝酸根電極法;總氮:過硫酸鉀氧化—硝酸根電極法;溶解性正磷酸鹽:鉬銻抗分光光度法;總磷:過硫酸鉀氧化—鉬銻抗分光光度法;DO:9010溶解氧測(cè)量儀;SS:濾膜法。

3 試驗(yàn)研究

3.1 BOD 的去除

厭氧菌會(huì)于厭氧環(huán)境中降解BOD，然而于好氧的環(huán)境中，不管使用具有活性的污泥的方法或者是使用生物膜的方法，BOD的降解都要對(duì)好氧、兼容性微生物群體之間的凝聚作用和吸附作用以及進(jìn)行氧化分解的方式進(jìn)行依賴。

試驗(yàn)研究中，按照設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)，采用表1中的合成污水于裝置中運(yùn)行。圖2為2011年8月裝置進(jìn)水的COD，BOD及出水的COD。圖3為COD去除率隨時(shí)間的變化情況。

圖2 進(jìn)、出水COD和進(jìn)水BOD

圖3 COD的去除率

圖2中能夠得出COD，BOD在執(zhí)行進(jìn)水的時(shí)候會(huì)有比較大的變動(dòng)范疇，只是COD，BOD在執(zhí)行進(jìn)水時(shí)的比值為0.75，這一點(diǎn)相當(dāng)明顯且生化性非常的優(yōu)秀。除此之外還能知道，COD在執(zhí)行進(jìn)水操作的時(shí)候較低，去除率也較低，然而相關(guān)文獻(xiàn)中對(duì)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)所給出的規(guī)定是60 mg/L，可執(zhí)行出水操作時(shí)的COD，BOD都要遠(yuǎn)低于這個(gè)數(shù)值。

以了解BOD(反應(yīng)器中的各個(gè)區(qū)域內(nèi))的去除效果為目的，對(duì)各個(gè)區(qū)域內(nèi)執(zhí)行出水操作時(shí)的COD進(jìn)行了測(cè)定，其結(jié)果見圖4。由圖4能夠得出，首先是盡管水力的停留總時(shí)間中有21%在厭氧區(qū)域中，可總的去除率中僅是COD就占據(jù)了一大半，可知有機(jī)物在降解上的成效在厭氧區(qū)里面十分明顯。再者是一段時(shí)間內(nèi)(2011.8.6起)，缺氧和好氧區(qū)域中的污水于混合區(qū)域中所進(jìn)行的混合程度非常均勻。最后是雖然COD在原水中出現(xiàn)的變動(dòng)情況十分大，可一旦進(jìn)入缺氧和好氧的區(qū)域之內(nèi)，不管是COD本身還是它在變動(dòng)上的程度都會(huì)變得十分小，因此可以得知OCO在應(yīng)對(duì)沖擊力上有著十分強(qiáng)的耐受能力。

圖4 各功能區(qū)出水COD

3.2 生物脫氮

在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)里面，存在于進(jìn)水里的尿素還有蛋白胨里面都具有一定的有機(jī)氮含量，它在氮化上完成主要是在厭氧區(qū)域中進(jìn)行。污水由厭氧區(qū)域到達(dá)缺氧區(qū)域的時(shí)候會(huì)往缺氧區(qū)域中帶入氮元素，經(jīng)過不斷的混合之后便進(jìn)入到好氧所在的區(qū)域，最后被硝化菌硝化，在這個(gè)過程中所產(chǎn)生出的NO－3和NO－2不停到達(dá)缺氧區(qū)域后就會(huì)被反硝化變成了N3，最后被逸出污水。

試驗(yàn)里針對(duì)原水以及厭氧中所執(zhí)行的出水操作、反應(yīng)器中氨氮的出水情況展開了相關(guān)檢測(cè)，以對(duì)氨氮在去除上的相關(guān)情況進(jìn)行了解，結(jié)果如圖5 所示(2011.8.1 ～2011.8.20)?？梢钥闯?，原水中的氨氮要少于厭氧進(jìn)行出水時(shí)的氨氮，原因是一定量的有機(jī)氮在通過厭氧區(qū)域的時(shí)候被水解氨化了。再者是原水里面的有機(jī)氮并沒有完全的在厭氧區(qū)域中氨化，要是將氮在蛋白胨里的含量也進(jìn)行考慮，那么厭氧進(jìn)行出水時(shí)候的氨氮應(yīng)該高于所檢測(cè)到的數(shù)值。但是不管氨氮在原水、厭氧進(jìn)行出水時(shí)候所出現(xiàn)的變化有多大，其在反應(yīng)器進(jìn)行出水時(shí)候的數(shù)值還是比1 mg/L要小，這就說明了該項(xiàng)工藝在硝化方面的效果十分理想，關(guān)于這個(gè)指標(biāo)可以和文獻(xiàn)［4］中所提及的15 mg/L的指標(biāo)相比。

圖5 進(jìn)、出反應(yīng)器污水的氨氮

針對(duì)原水中的氮的重量和進(jìn)行出水操作時(shí)硝酸根氮以及總氮上的含量開展檢測(cè)工作，以對(duì)硝酸根氮以及總氮還有其去除的相關(guān)情況進(jìn)行了解，如圖6所示。由此得出，出水時(shí)候硝酸根氮在變化上的相關(guān)趨勢(shì)與進(jìn)行出水時(shí)候的總氮在變化上的趨勢(shì)完全一致，氨氮和亞硝酸氮還有有機(jī)氮在出水里面的含量是總氮、硝酸根氮之間的差值。污泥的濃度會(huì)隨著時(shí)間而變大，其中反硝化菌也會(huì)增加，只是反硝化的效果逐漸增加變強(qiáng)。此外還能得出脫氮率比60%要高，大于80%的穩(wěn)定率是一般情況。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)表示，因?yàn)楹醚鯀^(qū)域中出來的循環(huán)液里會(huì)有溶解氧的存在，所以缺氧這種狀態(tài)很難在缺氧區(qū)域內(nèi)維持著理想的情況，從而對(duì)反硝化造成了一定影響，致使脫氮率一般情況下難以到達(dá)90%的狀態(tài)。

圖6 進(jìn)、出水總氮，出水硝氮及總氮去除率

3.3 磷的去除

圖7為2011年7月25日～8月15日進(jìn)、出水磷濃度及相應(yīng)的磷的去除率。從圖7可知，盡管進(jìn)水含磷濃度有一定的變化，但出水含磷均小于1 mg/L，除磷率穩(wěn)定在90%以上?？梢姴捎蒙锖突瘜W(xué)方法聯(lián)合除磷的效果是相當(dāng)理想的。

圖7 進(jìn)、出水含磷量及總磷的去除率

4 結(jié)語

經(jīng)由上述試驗(yàn)，能夠得出下面幾項(xiàng)結(jié)論:

1)站在設(shè)備相關(guān)結(jié)構(gòu)的角度，具備一體化性質(zhì)的工藝不僅在裝置上擁有緊湊的結(jié)構(gòu)，使用起來也不會(huì)占用太多土地面積且費(fèi)用較低;站在工藝相關(guān)流程的角度，省去了對(duì)污泥進(jìn)行回流的相關(guān)系統(tǒng)以及在厭氧區(qū)域內(nèi)的攪拌步驟，省去了投入在設(shè)備上的一些費(fèi)用。2)該項(xiàng)工藝對(duì)生物膜以及活性污泥兩種方法的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了較為充分的利用，有機(jī)地將兩者進(jìn)行了結(jié)合，去除率穩(wěn)定，出水的質(zhì)量優(yōu)良，與國家相關(guān)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相符合。3)盡管本項(xiàng)工藝使用的是生物、化學(xué)相結(jié)合的方法除磷，在化學(xué)相關(guān)藥劑上有所消耗，可是同購置相關(guān)設(shè)備和投在設(shè)備維護(hù)上的費(fèi)用比較起來，仍然是相當(dāng)經(jīng)濟(jì)的。

［1］ 孫惠梅.城鎮(zhèn)污水處理項(xiàng)目的環(huán)境影響分析［J］.吉林農(nóng)業(yè)，2012(5):75-76.

［2］ 宋 平.蘇南村鎮(zhèn)水污染及處理對(duì)策［J］.山西建筑，2011，37(31):190-191.

［3］ 王 琰.SBR工藝應(yīng)用于小型一體化生活污水處理裝置中的參數(shù)優(yōu)化［J］.科技資訊，2012(20):145-147.

［4］ 李萬花.生活污水處理站一體化設(shè)備二沉池的改造［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012(21):60-61.

［5］ 馮雪娟.一體化污水處理系統(tǒng)在分散性污水處理中的運(yùn)用［J］.科技致富向?qū)В?012(18):328-329.

［6］ 海陵區(qū)科技局.中海瀝青通過自主研發(fā)在國內(nèi)首創(chuàng)臭氧催化氧化污水處理工藝［J］.泰州科技，2010(3):7-9.

［7］ 姜進(jìn)峰，李翠梅，張 燕.農(nóng)村一體化生活污水處理設(shè)備評(píng)析與研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012(13):27-29.