德態Levapor?懸浮填料處理生活污水的研究
來源：谷騰環保網 閱讀：9820 更新時間：2024-10-21 09:13項目1：在低溫狀態下通過使用Levapor®懸浮填料對生活污水的BOD5去除和硝化研究
低溫時污泥的活性降低，污泥齡短，為了有效降低氨氮的含量通常要對已建設施進行較大規模的改擴建。
與此相對通過投放高效懸浮填料Levapor®是更佳的選擇。生物懸浮填料的添加在工藝運行過程中綜合了活性污泥法和生物膜法的優勢，涉及現有污水處理廠管線的改動較少，改造費用較低，不占用新的土地，對現有工藝的運行影響也較小，可充分挖掘現有污水處理廠的處理潛力。
項目的研究目的：
?建立穩定的硝基化過程
?在冬天低溫條件下氨氮70%的去除率
反應池技術參數：
•好氧池體積 V = 45 m3
•水深 H = 4 m
•填料體積 5.5m3 (12%的填料體積比)
•澄清池體積 15m3
•池底鋪設微孔曝氣器
水量/水質參數：
•進水量 Q = 6.7 - 12.5 m3/h
•水力停留時間 t = 3.6 - 6.7 h
•溫度 T = 7 °C - 18 ℃
•溶解氧濃度 O2 > 3 mg/l
•BOD5 = 80 - 180 mg/l
•TN = 27- 52 mg/l
•總氮負荷 LV = 0.15 - 0.3 kg TKN/m3 x天
•檢測次數：3次/周
懸浮填料在11月初投放到原先為去除BOD5設計的反應池中，幾個小時內填料完全濕潤并呈流化狀態。3個星期后在水溫17 ℃時開始硝化，氨氧化率達到70% - 80%，12月中旬后水溫12℃，硝化過程保持穩定。次年的3月下旬因為水力以及總氮負荷的高峰，部分活性污泥被洗出，氨氮的去除效率降低（33 - 38天），因附著在懸浮填料上的生物膜的作用2到3個星期后硝化恢復正常，見圖1。
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| 圖1. 進水總氮和出水氨氮/硝化氮數值，水溫10 - 17℃ |
隨著硝化的穩定以及水溫升高到17℃-18 ℃，硝化量從最初的10-20 g N/kg MLSS x天達到60-80g N/kg MLSS x天，TKN氧化率達到90% - 98%(表格1和圖2)。
| 表格1：不同條件下的生化懸浮物的硝化能力 | ||||||||
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| 圖2：在不同的F:M比例下硝化能力與溫度的關系 |
BOD5的平均負荷 LV = 0.6 kgBOD5/m3 x天，BOD5的進水濃度為136.1 mg/l，平均出水濃度為10.2 mg/l，去除率為92.3%，見圖3。
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圖3：BOD5的進水和出水濃度以及BOD5單位負荷率 |
在反應池中活性污泥和生物膜共存，大量增加了曝氣池中的生物量，從而使處理能力大幅提高。在此項目中，懸浮污泥濃度為2500 - 3500 mg/l，生物膜中的濃度最大為4200 mg/l (圖4), 過剩的污泥自動從生物膜上脫離。
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圖4：試驗階段一Levapor®懸浮填料的活性污泥濃度 |
此外還研究了懸浮填料在反應池中的密度。在曝氣的作用下最高密度6-7m3/m2x h，因為測量的是池表面的密度，沉降到池底的無法觀察到。當曝氣量減少，密度在4m3/m2 x h時，填料密度顯著降低（圖5）。
帶有生物膜的填料的沉降速度為100-150 m/h, 停止曝氣所有的填料沉入池底。懸浮填料內部形成缺氧區，40 - 60%的硝酸鹽在其內部被反硝化。
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| 圖5：在不同的曝氧密度下填料的流化性 |
項目2：前置反硝化研究
為了研究前置反硝化的運行效率和穩定性一年后對設施作了改建，變為反硝化-硝化流程，見圖6。
污泥回流率在315% 到480%之間波動。此外為了去除磷還設置了一個蠕動泵，持續加入 53 - 89 g/m³的FeSO4 x7 H2O。
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| 圖6：反硝化流程圖 |
在總氮負荷增加和低溫條件下系統啟動后硝化迅速達到穩定狀態（圖7），前置反硝化很大程度上去除了總氮。
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| 圖7：帶前置反硝化的總氮去除，水溫11 - 17℃ |
圖8和表格2說明了氨氮濃度與溫度和氮負荷之間的關系。從中可以看到當活性生物附著在懸浮填料上時，即使負荷增大，溫度在10℃到12℃之間硝化和反硝化也能穩定、有效地進行。
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圖8：總氮負荷為200-260 gTKN/m³x day，出水氨氮濃度與溫度的變化關系 |
| 表格2：低溫時總氮去除率，1.1-1.5 無前置反硝化，2.1-2.3 前置反硝化 |
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結論
通過將聚氨酯泡沫物質與高性能吸附物質相粘合形成一種新的改性懸浮填料，相對于一般的泡沫物質無論是在掛膜速度，吸水性等各項指標上都有質的飛躍。
在對冬天的生活污水的氨氮降解試驗項目中，Levapor®懸浮填料的性能得到了充分的展示，即使是在低溫狀態下硝化、反硝化都能穩定運行。
