四川绿水环保工程有限公司载体循环生物处理设备处理生活污水的中试研究_徐平平

２０１３Ｎｏ．５（Ｓｅｐ．）Ｖｏｌ．３１一体化污水处理设备自20世纪80年代初引进我国以来，随着污水处理要求的提高以及其应用与实践，不断得以革新和发展。与大型污水处理系统相比，一体化设备具有处理效率高、能耗低、产泥量少、管理方便、占地面积小等优点[1-2]。研究新型一体化污水处理设备的处理效果及其经济效益，可以为一体化处理设备的改进、发展以及在生产实践中的应用提供科学基础。1试验设备及方法1.1试验设备一体化载体循环生物处理设备分为2级，每级由填装塑料多边球填料的生物转笼和接触反应槽构成，还包括加药池、二沉池等部分。设备流程图如图1所示。生物转笼依靠污水下跌的重力势能驱动转笼旋转，自然充氧，节省动力设备和曝气装置；生物填料随着转笼的转动始终处于运动状态，以提高生物膜的活性。

一体化载体循环生物处理设备处理生活污水的中试研究

徐平平（浙江建设职业技术学院城建系，浙江杭州311231）

摘要：对一体化载体循环生物处理设备处理生活污水进行了中试研究，考察了不同处理水量、不同一级混合液回流量和二级混合液回流量时的处理效果，并进行了分析。研究表明该一体化设备处理生活污水的运行成本为0.64元/m3

。

关键词：污水处理；中试研究；一体化；载体循环中图分类号：X703文献标志码：B文章编号：1009-7767（2013）05-0132-04

Pilot-scaleStudyofSewageTreatmentbyIntegratedCarrierCirculatingBio-processingEquipment

XuPingping

图1一体化载体循环生物处理设备示意图1—进水调节池；2—一级生物反应池；3—二级生物反应池；4—加药池；5—沉淀池；6—集泥池；7—进水泵；8—流量计；

9—一级混合液回流泵；10—二级混合液回流泵；11—污泥回流泵；12—跌水槽；13—一级转笼；14—二级转笼。

1.2试验水样试验污水为南方某学院总排水口处的生活污水，主要水质指标：CODCr110～360mg/L；BOD570～180mg/L；

TP0.53～5.65mg/L；TN9.32～38.91mg/L；NH3-N5.48～

环境保护工程EnvironmentalProtectionEngineering

１３２２０１３年第５期（９月）第３１卷36.12mg/L。

1.3试验内容

为考察中试设备在不同运行条件下对各种污染物的去除效果，设计了以下运行方式：1）在两级生物转笼中速旋转情况下（两级混合液

回流量均为10m3/h

），设备在不同进水量条件下运行，

进水量依次为4，5，6，7，8m3/h

；

2）进水量恒定（8m3/h）、二级回流量恒定（10m3/h）时，

一级回流量依次控制在4，6，8，10，12m3/h

条件下运行；

3）进水量恒定（8m3/h）、一级回流量恒定（10m3/h）时，

二级回流量依次控制在8，10，12，14，16m3/h

条件下

运行。2试验过程及结果分析

2.1处理水量对处理效果的影响

各种污染物的去除率与进水流量变化关系见图2。

由图2可知，随着进水量增大，水力停留时间变短，COD和BOD5的去除效率呈递减趋势。出水COD始终

维持在45mg/L以下，达到国家一级排放标准（GB18918-2002），说明该工艺降解有机污染物的效果良好。中试

设备除磷效果微弱，这是因为各处理阶段没有严格的厌氧-好氧阶段，转笼转动是一个间歇的曝气过程，其上的生物膜泥龄较长不利于聚磷菌的生长，且产泥量少，因此除磷效果差。TN与NH3-N

的去除效果一致，去

除率均在35%左右，随着停留时间变短、设备负荷的增大，去除效果有所下降。当进水量增至8m3/h

时，去

除率突然变大，这是因为进水量增大到一定量，一级生物转笼的转速变大，导致生物反应器内溶解氧大幅度的增大，硝化效果好，因而N的去除效率明显增加。2.2一级混合液回流量对处理效果的影响

各种污染物的去除率与一级混合液回流量变化关系见图3、4。COD和BOD5的去除率随回流量的增大而减小，

回流量在6，8，10m3/h

时，二者去除率无明显差别，回

图2去除率-进水流量变化曲线d）TN含量

图4不同一级回流量对应的污染物含量沿程变化曲线

图3去除率-一级回流量变化曲线a）COD含量

b）NH3－N含量

c）NO3-N含量

环境保护工程EnvironmentalProtectionEngineering

１３３２０１３Ｎｏ．５（Ｓｅｐ．）Ｖｏｌ．３１流量增至12m3/h时，去除率降至80%以下。TP、TN

和

NH3-N的去除率随回流量的增大而逐渐增大，回流

量达到12m3/h

时，三者的去除率开始下降。综合考

虑一级回流量在10m3/h

时，中试设备处理效果相对

较好。试验证明，转笼转速越大，其接触反应槽内的溶解氧也越多。图4a）中第1处理阶段COD变化曲线的斜率从大到小依次为：4，6，8，10，12m3/h

。由此可知，回

流量较小时，该阶段COD的去除效果反而较高。分析其原因有：1）此阶段COD的去除不是以好氧降解为主，而是

被缺氧过程NO3-N

的反硝化所利用；

2）回流量越大，对转笼内生物膜的冲刷作用越强，

加速老化生物膜的脱落，同时转笼转动搅拌作用加强，也导致一级处理设备出水的COD含量较大。当缺氧池内NO3-N负荷＜0.4kg/（m3·d）时，反硝化效率＞90%[3]

。

由图4c）可知，进水NO3-N质量浓度很低，低于0.3mg/L

，

接触反应槽的NO3-N负荷＜0.003kg/（m3·d

），可很好地

保证缺氧池内的反硝化效率。图4b）、d）说明，回流量越大，N的去除效果越好，但是回流量超过12m3/h

时，

N的去除效果下降，因为回流量超过12m3/h时，硝化

作用大于反硝化作用，反硝化不充分。2.3二级混合液回流量对处理效果的影响

各种污染物的去除率与二级混合液回流量变化关系见图5、6。

由图5可知，COD、BOD5去除率在二级混合液回流量为12m3/h时达到最大，TN、NH3-N

的去除率随二

级混合液回流量的增大而降低，TP在回流量为8，10，12m3/h时的去除率无明显变化，随后回流量增大，TP的去除率开始上升。由图6a）可知，二级转笼回流量的大小对该阶段COD的去除效果影响不大。污水经第一级设备处理后，有机污染物质量浓度降低，更利于硝化菌的生长。由图6c）可知，经第二级

设备处理后NO3-N

质量浓度的增量较第一级大，说明

二级生物转笼硝化效果较好，同时接触反应槽内缺氧条件可使TN、NH3-N含量进一步降低。从图6b）中第2

阶段NH3-N

的去除情况来看，二级混合液回流量对

NH3-N的去除影响不大，回流量增大时，生物转笼的

硝化效果并未提高。结合图6c）、d），回流量越大，二级处理出水NO3-N质量浓度越大，TN

的去除效果越低，

说明导致TN去除效果降低的直接原因是反硝化不充分，因此要保证二级处理较好的TN去除效果，应采（下转第154页）

d）TN含量

图6不同二级回流量对应的污染物含量沿程变化曲线

图5去除率-二级回流量变化曲线

a）COD含量

b）NH3－N含量

c）NO3-N含量

环境保护工程EnvironmentalProtectionEngineering

１３４２０１３Ｎｏ．５（Ｓｅｐ．）Ｖｏｌ．３１（上接第134页）用较小的混合液回流量，以保证反硝化效果。3中试设备处理生活污水的经济性分析采用费用比较法[4-5]对一体化载体循环生物处理设备进行经济分析。工程固定投资费用包括建筑工程费用、设备购置及安装费用、利息和其他费用，共计25.96万元；设备的运行费用[3]包括设备的操作运行费用、其他费用（主要为人工费、设备维护、折旧费、管理费等），共计4.65万元/年。平均处理1m3污水所需运行费用为：4.65×10000/（200×365）=0.64元/m3。4结论1）一体化载体循环生物处理设备能有效去除有机污染物，具有一定的脱氮能力。COD、BOD去除率均在70%以上，出水水质可达到国家污水排放一级标准。2）处理容量为5m3/h时处理效果较好；一级设备的混合液回流量为10m3/h时，二级设备混合液回流量为8m3/h时，处理效果相对较好。3）一体化载体循环生物处理设备平均每处理1m3

生活污水所需运行费用为0.64元。处理能力约为200m3/d的设备一次性固定投资约26万元。

参考文献：[1]赵艳，赵英武，李风亭.一体化污水处理设备的应用与发展[J].环境保护科学，2004，30（10）：16-19.[2]万年红，宋子明，陈悦，等.云南省中小城镇排水及污水处理

工程设计经验总结[J].给水排水，2010，36（1）：37-40.[3]刘俊新，丛丽，王宝贞.生物膜与活性污泥结合工艺脱氮除

磷研究[J].中国给水排水，2000，16（12）：1-5.[4]国家计划委员会和建设部.建设项目经济评价方法与参数

[M].2版.北京：中国计划出版社，1998：4-6.[5]邱宁，王昭，杨悦，等.污水再生处理厂运行成本的计算[J].中

国给水排水，2003，19（2）：97-98.

收稿日期：2013-04-08

基金项目：浙江建设职业技术学院科研基金资助项目（项目编号：201007）

作者简介：徐平平，女，讲师，工程师，硕士，从事水处理工程的教学与

研究工作。

75mm，共计28根。

4）采用3根250mm×80mm，δ=9mm的主龙骨锚接槽钢，每根长9m，一头与主龙骨焊接，剩余长度浇筑在顶面钢筋混凝土路面板内，拉住主龙骨。5）挡墙支撑体系。大溜筛下方要留有一垂直的挡墙，高约10m。由于普通的砌墙无法支挡背后土石方较大的侧压力，而且当地缺少砌筑用的毛石，考虑施工的方便性和挡墙的稳定性等因素，采用集装箱叠放的方法来实现。采用20号集装箱10个、40号集装箱2个叠放4层作为挡土墙，每个集装箱内部用槽钢加固，以免装入土方时产生过大变形。如图1、2所示，加固完成后，第1层先摆放5个20号集装箱，装入土石方并夯实；第2层再摆放5个20号集装箱，与第1层集装箱采用槽钢连接牢固，装入土石方并夯实后再施作1层20cm厚混凝土垫板；第3层摆放1个40号集装箱，摆放方向与第3层垂直，装满土石方并夯实；第4层再摆放1个40号集装箱，与第3层用槽钢连接牢固，装满土石方并夯实。集装箱支撑不到的两侧三角形部分采用1层土、1层土工格栅分层交互叠加的方式作为挡墙，每层厚度不超过50cm，挡墙坡度为1∶0.13。4.3辅助设计为避免筛分土石方时，部分土石方从筛面两侧直接滚落，在大溜筛筛面两侧分别安装焊接钢板挡板，每块挡板与筛面等长，为11.8m，挡板高50cm。5工程应用

在卡塔尔CP1市政工程回填开始前，建造安装了2部大溜筛，大溜筛背靠已开挖堆放的土方，卸土车直

接开到堆放土方顶部后把土石方倾倒至筛面上完成筛分，或直接把堆放的土方装车筛分。经过该工程实践检验，大溜筛的安装、拆除工作较方便，并可周转使用；重型钢轨组成的筛面板能够承受长期、高频的倾泻土石方产生的冲击力，不变形、不松动、坚固耐用；筛分土石方速度快，满足该工程大规模快速回填的需求。6结语