生物带BSBR工艺处理生活污水

1生物带BSBR工艺启动的研究摘要：BSBR是将SBR法和接触氧化法相结合的一种新型生物膜法处理工艺，它集SBR与接触氧化法两者优点于一身，对废水有较好的处理效果。BSBR工艺是一种工艺简单、处理效果良好、高效经济的污水处理的工艺，尤其是对于污水中氮、磷的去除，有其独到的优势，在国内有较好的应用和发展。本文对BSBR工艺的特性和对污水的处理效果做了实验室研究，重点阐述和讨论了温度、换水次数和MLSS浓度对脱氮除磷以及COD去除率的影响。关键词：BSBR，生物带，废水处理，脱氮除磷Abstract:BSBRprocessthatisinthepoolinSBRdirectlydosingbiologicalbelt,formBSBRreactor,accordingtothemodeoftheSBRinmotion。ThebiologicalbeltistheUnitedStatesofthecompanydevelopedspeciallyforCohenmembranebiologicalwastewatertreatmentofakindofflexiblefill。ItUSESbiologicalinertstrongpolymermaterials,hastheverygoodphysicalstabilityandchemicalstability,andsousinglifelong.。InBSBRaerationpool,wastewaterfromtheflowup,inthebiologicalbeltpaddingdirectlyaeration,biologicaltakebiologicalmembranedirectlyaffectedbyairstirring,acceleratingtheupdateofmembrane,makeitsoftenkeepthehigheractivity,butalsocanovercomepackingjam。.BSBRprocessingcapability,andhaveastrongimpacttoloadtheadaptabilityoftherelicsludgeless,won'tproducesludgebulking,neednotreturnsludge,easymaintenancemanagement,itiseasytooperate.。Keywords:BSBR,biologicalbelt,wastewatertreatment,denitrificationandp21前言BSBR反应池去除有机物的机理与生物接触氧化法基本相同，主要是吸附在生物带上的大量微生物群体降解污水中的有机物。BSBR系统在正式投产之前首先要培养和训化污泥。BSBR活性污泥的培养和驯化方法与SBR法相同，BSBR是填充了填料的SBR，它的运行方式与SBR一样。其中，SBR工艺是按一定时间顺序间歇操作运行并在单个反应器内完成全部操作和运行过程的处理工艺。其一个完整的运行周期，即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括五个阶段，按顺序额依次运行组成：①进水期；②反应期；③沉淀期；④排水排泥期；⑤闲置期。图1所示为SBR处理工艺一个运行周期内的情况。SBR的运行工况以间歇操作为特征，其中自进水、反应、沉淀、排水排泥到闲置期结束的一个运行周期内，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以很据具体废水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。例如，在进水阶段，可以按限量曝气(进水期间不曝气)运行，也可以按半限量曝气(进水到一半时开始曝气)运行，还可以按非限量曝气(边进水边曝气)运行；在反应阶段，可以一直曝气，为了实现生物脱氮除磷也可以曝气后搅拌或者曝气搅拌交替进行；剩余污泥排放可以在排水阶段或排水后期排放。只要有效调节好SBR运行周期、各阶段运行时间和运行状态就可以达到多种功能的要求。图1SBR工艺的一个运行周期BSBR在进入正常运转之前，同样要经历系统的启动即挂膜，就是为微生物提供一定的生长反之条件，如营养物、溶解氧、适宜的温度和酸碱度，让其附着在生物带上形成生物膜。在启动阶段，要控制好底物的营养比例、合适的溶解氧浓度以及温度和酸碱度。通过对控制进水浓度、曝气时间、进水方式、pH、溶解氧、菌粉投加量、营养物质、温度等条件下的启动速度的研究，确定最佳的启动条件。研究内容包括：启动无助剂生物带BSBR反应器的最佳条件的研究（进水方式、pH等）；水样指标的测定（COD、氨氮、DO、pH）；镜检微生物（钟形虫，草履虫、轮虫等）的数量；观察微生物的颜色、致密程度及气味等。BSBR工艺处理能力大，对于冲击负荷有较强的适应性，污泥生成量少，不会产生污泥膨胀，无需污泥回流，易于维护管理，便于操作。本文主要对温度，进水量、进水COD及生物带增长率做重点研究和阐述。32实验材料与方法2.1生物带的培养生物带上孔洞的直径约为10µm~350µm，可最大限度地载留水体中的细菌，为细菌群落提供合适的生存环境。生物带具有较大的比表面积和孔隙率，使处理池中的微生物量保持在一个适当的数量上，从而保证废水处理系统能经常处于一个比较稳定的状态。2.2研究因素（3因素2水平）表1因素及水平因素水温进水量COD135℃3次原水230℃4次300mg/L2.3实验装置取4个1000ml的量筒，根据表1设置的实验条件标上号，分别为L1、L2、L3、L4，往4个量筒中加入500ml污泥和500ml水，用铁丝固定生物带，生物带长度约为量筒的高度。将生物带放入量筒中，即为一个简单的反应器。放入曝气头，进行曝气。装置如图所示：表2三因素两水平正交表水温进水量CODL1111L2122L3212L42212.4实验用水本实验采用中南民族大学工商学院污水处理厂(生活污水)的进水作为进水：CODCr300mg/L左右，NH4+-N0.961μg/mL，TP0.878μg/mL。进水水质稳定、易于控制，适合反应4器工艺运行特性和污泥形态结构及微生物学特性等的研究。2.5制定挂膜计划分别把L1、L2、放入到35℃水浴锅中，把L3、L4放到30℃水浴锅中，因曝气时间一定，6小时/天，故制定表3计划表3BSBR反应器运行程序9:0011:0012:0014:0015:0017:0018:00开曝气关曝气换水，开曝气关曝气换水，开曝气开曝气换水，开曝气注：20:00时换L2和L4的水，并开曝气。2.6测定原水中COD、总N、总P浓度（1）COD的测定（密闭催化消解法）：溶液的标定硫酸亚铁铵溶液的标定（吸取10.00mL重铬酸钾标液于250mL锥形瓶中，加入30mL3mol/硫酸，2滴试亚铁灵，再用硫酸亚铁铵标定）样品处理（吸取25mL水样于消解罐中，10.00mL消解液，5.0mL硫酸汞和10.00mL催化剂，置于微波炉中消解30分钟）→COD的测定（加入2滴试亚铁试剂用硫酸亚铁铵标定，溶液颜色由黄绿色变为红褐色）（2）总P的测定：消解处理（取6支比色管，分别移去磷酸盐标准使用液0、2.0、4.0、6.0、8.0以及10.00mL水样，蒸馏水至25mL，再加入过硫酸钾4mL，加热30分钟）→标，在准曲线的制作和样品的测定（向比色管中加入抗坏血酸1mL,2mL钼酸铵，静止15分钟，在700nm波长下，测定吸光度，并制作标准曲线，根据曲线算出水样中磷的含量）（3）氨氮的测定：凯式滴定法（取5ml水样加入凯式烧瓶，再依次加入5ml蒸馏水，10ml水，NaOH溶液，塞紧瓶塞。打开加热开关，将水煮至沸腾。在装置尾部用硼酸吸收液吸收NH3·H2O,，最后用0.02mol/L的硫酸溶液来滴定吸收液，并记录所用的的硫酸的量。）3实验结果与讨论3.1原始实验数据记录：（1）原水COD数据：蒸馏水消耗硫酸亚铁铵溶液的体积为11.11ml，水样消耗硫酸亚铁铵的体积为8.72ml，加葡萄糖水样消耗硫酸亚铁铵溶液的体积为6.98ml。计算可知：原水样的COD是318.17mg/L，加葡萄糖水样的COD是549.78mg/L.（2）出水COD数据记录见表4表4出水CODcr值及去除率出水CODL1L2L3L4消耗硫酸盐铁铵溶液体积9.82ml9.86ml8.86ml10.41mlCOD(mg/L)171.72166.4299.5293.18COD去除率46%47.7%5.8%70.7%5(3)原水氨氮的数据：用0.02mol/L的硫酸来滴定吸水液，空白对照蒸馏消耗硫酸的体积为0.76ml,原水水样消耗硫酸的体积为1.81ml，计算出原水的暗淡浓度为117.6mg/L。（4）出水氨氮数据记录见表5表5出水氨氮的去除率数据记录项目L1L2L3L4消耗硫酸的体积ml0.840.870.930.89氨氮含量（浓度）mg/L76.1672.866.0870.56氨氮的去除率35.24%38.09%43.81%40%（5）生物带增长率数据记录见表6表6生物带增长率项目空白L1L2L3L4生物带质量g0.50280.68020.61890.65290.6934x35.28%23.09%29.85%37.91%3.2正交试验分析正交试验设计(Orthogonalexperimentaldesign)是研究多因素多水平的又一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是分式析因设计的主要方法。是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。将正交试验选择的水平组合列成表格，称为正交表。本实验为一个三因素三水平的实验。（1）温度、进水量和COD值对出水COD去除率的影响结果见表7表7实验条件对COD去除效果的影响分析结果：○1直接对比分析：最大影响因素是：水温（30℃），进水量（4次）,COD值（318.17mg/L）○2极差分析：因素水温进水量COD值结果L135℃3次318.17mg/L46%L235℃4次549.78mg/L47.7%L330℃3次549.78mg/L5.8%L430℃4次318.17mg/L70.7%6水温（A）的影响：38.32%%270.75.8II69.85%%247.746IAA%3.513IIIRAAA进水量(B)的影响：59.2%%270.747.7II25.9%%25.846IBB33.3%IIIRBBBCOD值（C）的影响：26.75%%247.75.8II58.35%%270.746ICC31.6%IIIRCCC由上面计算可知：ACBRRR，即可知B（进水量）为出水COD的主要影响因素。（2）温度、进水量和COD值对出水氨氮去除率影响结果见表8表8温度、进水量和COD值对出水氨氮去除率影响因素水温进水量COD值结果L135℃3次318.17mg/L35.24%L235℃4次549.78mg/L38.09%L330℃3次549.78mg/L43.81%L430℃4次318.17mg/L40%分析结果：○1直接对比分析：最大影响因素是：水温（30℃），进水量（3次）,COD值（549.78mg/L）○2极差分析：7水温（A）的影响：41.905%%2401.834II%65.663%29.0834.253IAA5.24%IIIRAAA进水量(B)的影响：39.045%%24038.09II39.525%%243.8135.24IBB0.48%IIIRBBBCOD值（C）的影响：40.95%%243.8138.09II37.62%%24035.24ICC3.33%IIIRCCC由上面计算可知：BCARRR，即可知A（水温）为出水氨氮去除率的主要影响因素。（3）温度、进水量和COD值对生物带增长率的影响结果见表9表9温度、进水量和COD值对生物带增长率的影响因素水温进