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水處理技術：農村生活汙水處理組合工藝方法
原標題：水處理技術：農村生活汙水處理組合工藝方法
農村生活汙水是我國農村汙染物的主要來源之一，由於大多農村尚無完善的排水係統，汙水沿道路邊溝或路麵直接排至附近水體，造成地表和地下水體的嚴重汙染，加重了受納水體富營養化，直接威脅著周圍居民的飲用水安全。所以，對農村生活汙水的治理迫在眉睫。但由於農村資金有限，技術水平相對落後，且缺乏專業的管理人員，在選擇農村生活汙水處理工藝時，不宜采用規模化城鎮汙水處理模式。因此，研究開發高效率、低成本、易管理和易操作的農村生活汙水處理技術尤為必要。
厭氧-好氧組合工藝以厭氧處理工藝為預處理措施，不僅可以降解汙水中大部分有機物，降低運行成本，而且可以極大地降低好氧進水有機負荷及SS濃度，縮短好氧工藝的水力停留時間，提高出水水質。因此，本文中研究了3 種組合工藝對農村生活汙水的處理效果，並對其處理效果進行了比較分析。
實驗部分
1.實驗用水
以邯鄲市某城中村的生活汙水為實驗用水，水質如下:溫度為10～29℃; COD 為31～1 926 mg/L，平均為483 mg/L; TN 為5.4～51.7 mg/L，平均為28.4 mg/L; TP 為0.7～4.4 mg/L，平均為2.0 mg/L; NH4+-N為4.0～52.5 mg/L，平均為28.4 mg/L。
2.實驗裝置
實驗工藝流程如圖1 所示。
複合厭氧反應器-水平潛流人工濕地( HAR-HSFCW):HAR 材質為UPVC 管，內徑為400 mm，反應器上部填充400～500 mm塑料填料; 水平潛流濕地為混凝土結構，尺寸為2.0 m×2.0 m×1.1 m，進水區和出水區鋪設粒徑為60～100 mm的礫石，厚度為750 mm; 處理區底層為粒徑30～40 mm的礫石和鋼渣，填充比例為1∶1，厚度為750 mm; 中層為粒徑20～30 mm的礫石，厚度為250 mm; 上層選用自然土壤和細沙，填充比例為1∶1，厚度為200 mm，栽種植物為蒲草。
厭氧折流板反應器-垂直潛流人工濕地( ABRVSFCW):ABR 由硬質塑料板製成，尺寸為0.8 m×0.8 m× 0.9 m; 垂直潛流人工濕地為混凝土結構，尺寸為2.0 m×2.0 m×1.1 m，底部填充粒徑為30～40 mm的碎石，厚度為30 cm; 中部填充粒徑為10～20 mm的碎石與粉煤灰，填充比例為10∶1，厚度為30 cm; 上部為自然土壤，厚度為20 cm，栽種植物為蘆葦。
膨脹顆粒汙泥床-人工快速滲濾係統( EGSBCRI):EGSB 為有機玻璃柱，直徑為0.2 m，高度為2m。CRI 由PVC 管材製作，內徑為0.4 m，高為2 m。
承托層為30～40 mm的礫石，厚度為200 mm; 滲濾層共分為4 層，由下往上依次為粒徑3～10 mm的陶粒、1～4 mm的沸石、0.5～1.2 mm的河砂以及100 目的石英砂，填充厚度均為300 mm。CRI 係統在12 h 淹水，幹濕比為3∶1 的條件下運行。
3.監測項目與分析方法
COD:重鉻酸鉀法; TN:過硫酸鉀消解-紫外分光光度法; TP:過硫酸鉀消解-鉬銻抗分光光度法; NH4+-N:納氏試劑分光光度法。
結果與討論
2012 年6 月—2012 年10 月，考察了3 種組合工藝在不同HRT 下對汙染物的去除效果。每個水力停留時間下連續運行20 d，取多次進、出水的平均值作為實驗結果。
1.對COD 的去除效果
3 種組合工藝對COD 的去除效果如圖2 所示。由圖2 可知，當進水COD 為325.3～386.5 mg/L，ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI 的出水COD 分別為:39.50～153.4、50.90～145.8 和39.20～92.50 mg/L，相應去除率分別為60.0%～88.9%、62.9%～86.2%和74.7%～91.6%，且3 種組合工藝對COD 的去除主要是靠厭氧反應器來完成的。
由圖2 還可以看出，HAR-HSFCW 和EGSB-CRI在HRT 大於16 h 時，隨著HRT 的減小，COD 的去除率呈上升趨勢，但當HRT 小於16 h 時，減小HRT，COD 去除率卻呈下降趨勢，這主要是因為HRT 較長時，厭氧反應器中上升流速較小，汙水與顆粒汙泥接觸不充分，有機物不能被充分降解所致; 但當HRT 過短時，反應器中上升流速較大，汙泥流失增加，反而使COD 去除率下降。由於EGSB 中三相分離器有效阻止了顆粒汙泥流失，因此EGSB-CRI對COD 的去除效果略高於HAR-HSFCW。
隨著HRT 的逐漸縮短，ABR-VSFCW 對COD 的去除率呈下降趨勢，這主要是因為ABR 為分隔結構，當HRT 縮短時，隔室中汙水上升流速較大，汙泥流失加大，導致COD 去除率下降。
2.對氮的去除效果
對NH4+-N的去除效果
組合工藝對NH4+-N的去除效果見圖3。
由圖3 可以看出，3種組合工藝對NH4+-N的去除率分別為60.9%～76.1%、12%～42%和11.1%～ 31.9%，EGSB-CRI 對NH4+-N的去除效果最好，ABR-VSFCW 次之，HAR-HSFCW 較差，且好氧段對NH4+-N的去除起主導作用。
EGSB-CRI 對NH +4 -N 的去除率較高是因為CRI係統為幹濕交替運行，在落幹期複氧，提高了好氧微生物活性，硝化能力增強所致。由於垂直流人工濕地為落空運行，汙水從濕地表麵縱向進入濕地，充氧效率提高，硝化能力較強，造成ABR-VSFCW對NH +4 -N 的去除效果略優於HAR-HSFCW。
對TN 的去除效果
3 種組合工藝對TN 的去除效果如圖4 所示。從圖4 中可以看出，ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI 對TN 的去除效果無明顯差異，去除率分別為23.9%～46.4%、25%～42% 和26%～45.2%。
3 種組合工藝中氮的去除主要包括基質的吸附和過濾作用、植物和微生物的吸收作用以及微生物的硝化、反硝化作用。其中，微生物的硝化、反硝化作用是脫氮的主要途徑[12-14]。一方麵，由於VSFCW和HSFCW 大環境處於缺氧和厭氧狀態[15]，抑製了硝化細菌的生長繁殖和硝化反應。另一方麵，VSFCW、HSFCW、CRI 中進水COD 濃度較低，碳源不足，也抑製了反硝化作用，造成3 種組合工藝整體脫氮效率較低。
對TP 的去除效果
組合工藝對TP 的去除效果見圖5。3 種組合工藝對TP 的去除效果如圖5 所示。由圖5 看出，在進水TP 為2.90～3.89 mg/L，ABR-VSFCW、HAR-HS-FCW 和EGSB-CRI 出水TP 分別為:1.61～2.92、0.54～0.82 和0.46～0.93 mg/L，去除率分別為24.7%～44.6%、78.8%～82.6% 和76%～84.7%。可見，HAR-HSFCW、EGSB-CRI 對TP 的去除效果均明顯優於ABR-VSFCW，且好氧工藝對TP的去除起主導作用。
由於水平潛流濕地為滿水位運行，進水與填料接觸充分，造成HSFCW 除磷效果優於VSFCW。CRI係統中陶粒、沸石可與磷反應形成沉澱或通過化學吸附留在填料中，從而使磷得到有效去除。
結論
(1) 3 種組合工藝對COD 均有較高的去除效果，去除率為60.0%～91.6%。EGSB-CRI 對COD的去除率略高於ABR-VSFCW、HAR-HSFCW。
(2 ) ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI對NH4+-N的去除率分別為12.0%～42.0%、11.1%～31.9% 和60.9%～76.1%。EGSB-CRI 對NH4+-N的去除效果明顯高於ABR-VSFCW、HARHSFCW，這主要是由CRI 係統充氧效率較高，硝化能力強所致。3 種組合工藝對TN 的去除效果不理想，去除率為23.9%～46.4%。
(3 ) ABR-VSFCW、HAR-HSFCW 和EGSB-CRI對TP 的去除率分別為24.7%～44.6%、78.8%～82.6%和76%～84.7%。EGSB-CRI、HAR-HSFCW對TP 的去除率顯著高於ABR-VSFCW。ABR-VSFCW對TP 去除率較低，這主要是由於垂直流人工濕地為落空運行，汙水與填料接觸不充分造成的。
(4) 如果以去除SS 和有機物為目的，3 種組合工藝均有較好的處理效果; 而如果以營養鹽的去除和水質的根本改善為目的，EGSB-CRI 去除效果顯著。更多工業廢水處理方麵的問題，可以搜索亚洲线精品一区二区三区八戒水處理官網或者關注亚洲线精品一区二区三区八戒水處理微信公眾號，国产成人久久Av免费高清色欲將會為您量身定做最佳的水處理解決方案。
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