组合工艺处理农村生活污水

组合工艺处理农村生活污水2007年1月第1期（总第98期）冉全1,2；吕锡武2（1.贵州科技工程职业学院化学工程系，贵州贵阳550008；2.东南大学环境工程系，江苏南京210096）摘要：采用组合工艺对生活污水进行处理研究。结果表明：该工艺对生活污水具有良好的处理效果，其中COD的平均去除率达到73％，对氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别为97％、87％、93％，出水都能达到一级排放标准。关键词：组合工艺；农村污水；总氮；总磷作者简介：冉全（1978-），贵州人，东南大学在职硕士，主要从事环境方面的教学工作。太湖位于长江三角洲南缘，湖水面积2338m2，是我国第三大淡水湖泊,地跨苏、浙、皖、沪三省一市，流域面积为36500ｋｍ2。随着长三角地区经济的高速发展，太湖流域的水体富营养化问题也日趋严重。自2000年太湖点源污染逐渐得到控制，农村地区面源污染问题愈显突出。根据有关资料表明，在太湖水体污染中，面源污染占相当重要的份额，从全流域总氮排放负荷来看，生活污水占25.1％；从总磷排放负荷来看，生活污水占60.0％。因此,控制农村地区生活污水污染成为解决太湖富营养化问题的重要措施之一。农村生活污水一般具有污水面广，水量偏小，有机物浓度偏高，日变化系数大等特点。不可能铺设大型污水管网，宜采用小型污水处理装置。本次研究选择在污染较重的太湖流域的宜兴市大浦镇，采用组合处理工艺重点研究了面源污染的主要控制因素COD、TN、TP氨氮等处理效果；期望能提供一种科学有效的污水处理方法，切实解决面源污染问题。1材料与方法1.1组合工艺基本原理本试验工艺流程图见图1，该装置建在宜兴市大浦镇漳渎村。污水首先进入厌氧发酵池，进行厌氧发酵，以降低后续接触氧化反应的有机负荷，同时进行硝化液回流脱氮处理；经过厌氧处理的污水经泵提升进入接触氧化池，接触氧化池共分五格串联,充分利用污水提升后的部分水头，采用跌水充氧技术提供好氧反应的需氧量，以降低运行成本，实现低能耗污水处理。在接触氧化池内,对有机污染物进行好氧降解和充分硝化；接触氧化池出水部分回流到前端厌氧池进行脱氮，部分进入后续潜流式人工湿地或生态净化塘，进一步去除氮、磷等营养物质。1.2水样的采集与分析1.2.1水样的采集通过管网收集大浦镇漳读村的居民生活污水，然后进入处理工艺。在2006年4月至5月份，对该处理工艺的进水与出水进行采样分析，每三天采样一次，连续采样50天。1.2.2水样的分析水样分析采用国标法。2结果与讨论水体富营养化或面源污染的主要促进因素是COD、TN、TP、氨氮等。该组合工艺对COD的去除效果良好，对TN、TP、氨氮具有很高的去除率。2.2.1COD的去除COD的去除主要通过微生物的生长进行去除，它的生长情况与污水成分、含量、溶解氧量、以及水力停留时间等因素有关，见图2，平均去除率达73％，对COD的去除最低维持在61%以上的去除率，出水浓度的变化与进水浓度的变化趋势基本保持一致；进水浓度在70mg/L至400mg/L范围内变化，出水浓度都能维持在100mg/L以下，去除率也保持在一定的水平；进水COD负荷在70mg/L至400mg/L之间对去除率没有明显的影响，这说明了该组合工艺具有较强的耐冲击负荷的能力。图22.2.2TN的去除氮的去除包括两个过程，硝化和反硝化过程目前已初步搞清楚，硝化作用的生物化学机制是按以下途径进行：NH3→H2N-NH2→NH2-OH→N2→N2O(HNO)→NO→NO2-→NO3-氨联胺羟胺氮气氧化亚氮(硝酰基)氧化氮亚硝酸硝酸反硝化作用的主要反应过程为：C6H12O6+4NO3-6H2O+6CO2+2N2+能量见图3，出水TN都在8mg/L以下，出水浓度随进水浓度降低呈下降趋势，去除率保持在80％以上，平均去除率达87％。由于春季到来，温度上升，湿地里长芦苇和浮萍，还有进水浓度降低，工艺的总氮去除率有所提高。图32.2.3氨氮的去除见图4，氨氮保持了很高的去除率，在前边的八个出水样品中没有检测出氨氮，这可能是由于水力负荷较小，在整个工艺中的水力停留时间较长，从而使氨氮的去除率很高。氨氮最低的去除率也维持在90％以上，平均去除率高达97％。图42.2.4总磷的去除磷的去除主要是通过湿地基质、植物以及微生物的共同作用来完成，在去除过程中发生一系列的物理、化学和生物化学反应，而微生物则是主角，水生植物和湿地基质则为微生物的生长提供了良好的环境。进水浓度没有明显的变化规律，出水浓度有降低的趋势。可能是由于气温升高，湿地里的微生物生长加快，芦苇生长，并且有浮萍大量生长对磷的去除有促进作用。出水浓度都保持在0.5mg/L以下，最高也只有0.43mg/L，去除率有上升，平均去除率达到93％。图53小结与结论在进水COD负荷70mg/L至400mg/L之间时，对COD的取出率没有明显的影响；植物的生长对总磷、总氮的去除有明显的提高作用；随水力负荷的增加氨氮的去除有所下降。该工艺对污水中污染物的去除效果好，COD、氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别为73％、97％、87％、93％，出水都能达到一级排放标准。而且投资省，能源消耗低，维护简单，是处理农村生活污水的一种简单适用的方法。参考文献[1[张自杰.排水工程(下)[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.[2]孙治荣,秦媛,张素霞,等.生物接触氧化法去除微污染水源水中的氨氮[J].工业用水与废水,2004(12),6,6.[3]丁原红,洪华生,熊小京,等.生物接触氧化预处理微污染源水[J].水处理技术,2002,3,28.[4]刘晋.生物生态组合技术处理农村生活污水研究[D][硕士学位论文].江苏:东南大学环境工程系,2006．[5]潘羽忠.厌氧-接触氧化-人工湿地组合技术处理农村生活污水的初步研究[D][硕士学位论文],江苏:东南大学环境工程系,2005.[7]梁威,吴振斌.人工湿地对污水中氮磷的去除机制研究进展[J].环境科学动态,2000,3:32-37