生物轉盤(pán)處理污水試驗研究

第25卷第3期哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Vol 25 No. 32009F6a Journal of Harbin University of Commerce( Natural Sciences Edition) Jun 2009生物轉盤(pán)處理污水試驗研究王春麗,楊偉,毛秋喜,劉威(哈爾濱工程大學(xué)建筑工程學(xué)院哈爾濱150001)摘要:采用生物轉盤(pán)反應器為研究對象,對有機物降解和脫氣進(jìn)行試驗研究.試驗結果表明,在進(jìn)水有機物平均盤(pán)片負荷分別為400~800mg/L條件下進(jìn)行試驗,有機物去除率分別為98.5%、972%953%%.2%和92.1%在水力負荷分別為7860、53.30和3215L(m2·d)條件下,對有機物的去除率分別為87.68%、86.35%89.2%和94.51%,由此可見(jiàn),好氧生物轉盤(pán)對有機負荷及水力負荷變化具有良好的適應能力在C/N=5時(shí),總氮去除率達87%以上;而在C/N=1.5時(shí),總氫去除率不到50%.由此可見(jiàn),要實(shí)現良好的脫效果必須控制CN比,至少3-5關(guān)鍵詞:生物轉盤(pán);COD;水力負荷;脫氧中田分類(lèi)號:X703文獻標識碼:A文章編號:1672-0946(2009)03-0301-03Study on wastewater treatment with rotating biological contactorWANG Chun-li, YANG Wei, MAO Qiu-xi, LIU WeiSchool of Civil Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, ChinAbstract: In this paper, rotating biological contactor( RBC) batch reactor is conducted toinvestigate removal of carbon and nitrogen from artificial domestic wastewater in an rBC.Experimental results show that the experiments on the condition of serious organic loads 400800 mg/L, the average removal efficiency of COD are 98. 5 % 97 2%,95.3%, 92% and 92.1 %. Under condition of hydraulic loads 78. 60, 53. 30 and 32 15L/(m2d), the removal efficiency of organic substances in the aerobic RBC are 87. 68%, 86.35%89. 2% and 94. 51 separately. So the aerobic RBC can adapt to alteration of organic loadand alteration of hydraulic load. The datum of experiments showed that, on the condition ofC/N=5, the removal efficiency of total nitrogen is upwards of 88%. But on the condition ofC/N=1. 5, the removal efficiency of total nitrogen is under 50%. To realize well effect ofdenitrification, the C/N should be controlled at 3-5.Key words: rotating biological contactor; COD; hydraulic load; nitrogen removal生物轉盤(pán)是生物膜法污水處理工藝中的一種,括COD的去除和脫氮34.本文通過(guò)生物轉盤(pán)有可有效地用于城市污水和多種有機性工業(yè)廢水處機物降解和脫氮的試驗研究了影響生物轉盤(pán)系統理在國內外污水處理技術(shù)的研究中受到極大關(guān)的運行因素注12.與其他生物處理工藝相同,生物轉盤(pán)的凈化反應包括:有機物的氧化分解、硝化、脫氮等生材料與方法物轉盤(pán)不需要曝氣,也無(wú)需污泥回流,節約能源同1.1試驗設備與試驗用水時(shí)在較短的接觸時(shí)間就可得到較高的凈化效果,包生物轉盤(pán)反應器是采用聚乙烯材料,槽長(cháng)收稿日期:2008-10-18.作者簡(jiǎn)介:王舂麗(1974-),女副教授博士研究方向:水污染控制32·哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)第25卷32cm,表面拉毛,轉軸距水面2cm,盤(pán)片間距為1f如c→去除率11074cm,槽寬36cm,共有36個(gè)盤(pán)片,盤(pán)片直徑為m,盤(pán)片厚1mm,裝置如圖1所示陌∞圖2不同COD質(zhì)量濃度下的去除率從圖2可見(jiàn),好氧生物轉盤(pán)對COD為400800mg/L的不同有機負荷具有較好的去除效果,平均去除率分別為98.5%,97.2%,95.3%,942%和92.1%.因此,生物轉盤(pán)對負荷變動(dòng)具有良1一生物轉盤(pán);2一氧化槽3轉盤(pán)電機;4—進(jìn)水箱;5一出水箱好的適應能力圖1生物轉盤(pán)試驗裝置2.2水力停留時(shí)間對COD去除率的影響反應器的啟動(dòng)及運行過(guò)程中進(jìn)水采用人工合成在進(jìn)水COD為600mg/,轉盤(pán)的轉速為5r廢水其成分為:乙酸鈉HPO4:MO47H10.08min的條件下,在水力停留時(shí)間分別為2、46h,水8/L;CaCl2·H100.05g/L;NHa01g/L;微量元素力負荷分別為7860,53.30和3215L(m2d)溶液1mL,水溫保持在25-0℃微量元素溶液成的條件下,生物轉盤(pán)運行10d檢測出水的COD分為(1L蒸餾水中):0.9044 gFcI3,0.15gHBO值,實(shí)驗結果如圖30. 03 g CuSO, .5H,0, 0. 18 g KI, 0. 06g MnCI4H2O,0.12 g Znso4·7H2QO,0.l5gCoC2·TH2O0.0 g Na, Moc4·2H2O,10g乙二胺四乙酸1.2接種污泥與培養運行方式4h2 h接種污泥取自哈爾濱市文昌污水處理廠(chǎng)生化缺氧好氧反應池的缺氧段將所取污泥經(jīng)沉淀后取注23456789I0時(shí)間d入反應槽中先不進(jìn)水使盤(pán)片慢慢旋轉12-24h,讓上清液中的游離菌種咐著(zhù)于盤(pán)片上,其后開(kāi)始間歇進(jìn)圖3水力停留時(shí)間對出水COD的影響水,進(jìn)水量由小到大隨生物膜的增長(cháng)而加大待生物從圖3中可知,在水力停留時(shí)間為2h的條件膜較好的附著(zhù)于盤(pán)片時(shí)改間歇進(jìn)水為連續進(jìn)水使下,出水的COD去除率不是很好這是因為水力停營(yíng)養物向生物膜供給,進(jìn)水CN:P=1005:1.留時(shí)間短,使生物轉盤(pán)的處理量增大,有機負荷也1.3分析項目與檢測方法同時(shí)增大,這對微生物的生長(cháng)造成了一定沖擊,導CoD.用COD快速測定儀;NO;一N采用麝香致部分附著(zhù)在盤(pán)片上很牢固的微生物游離到水草酚分光光度法;NH-N采用納氏試劑分光光體中,一方而增加了出COD的值,另一方而減少了度法;MLs采用濾紙重量法;pH值采用pHoo生物反應器內的生物相降低了處理污水的能力型在線(xiàn)pH計;Do采用YSL500溶解氧分析儀在水力停留時(shí)間為4h時(shí)有機物的去除效果較好,COD去除率達到95.9%在水力停留時(shí)間為6h2結果與分析時(shí),出水COD的去除率較其他兩個(gè)條件下都高系統穩定運行后,在影響去除效果的眾多因素COD去除率最高值可達到96.5%,但考慮到水力中選擇COD硝氮,水力停留時(shí)間等主要因子為指間為4h較好停留時(shí)間長(cháng)而導致處理量的下降,選擇水力停留時(shí)示指標,通過(guò)試驗來(lái)考察這些因子對系統的影響23C/N比對脫氮效果的影響2.1有機負荷對去除效果的影響生物轉盤(pán)的進(jìn)水COD質(zhì)量濃度為600mg/LCOD分別為40050060900mg/L,進(jìn)時(shí),改變進(jìn)水中額外加入的NON質(zhì)量濃度進(jìn)連續試驗觀(guān)察反應器有機物的去除效果實(shí)驗行試驗即測定在不同CN比下考察轉盤(pán)的脫氮結果見(jiàn)圖2.特性試驗結果見(jiàn)圖4(下轉308頁(yè))哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)第25卷[7]王凌,鄭大鐘一種基于退火策略的混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化算[4] ZHOU C S, CHEN T L, HUANG W Q Chaotic neun network法[]控制理論與應用,200,17(1),139-142with nonlinear sell- feedback and its即 plication in optimization[8]徐縮群孫明. Shannon小波混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )及其TSP(城市[J]. Neurocomputing, 1997, 14: 209-222.旅行商)問(wèn)題的求解[]控制理論與應用,2008,25(3),[5]謝傳泉何晨混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型中的模擬退火策略[J上海交通大學(xué)學(xué)報,2003,37(3):323-326.[9]徐耀群何少平,張莉.傅立葉 Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )及其在優(yōu)[6]徐耀群,岳海燕.小波混池神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模擬退火參數研究[刀化中的應用J哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2008,24計算機工程與應用,2008,44(2):8082(3):277-280.(上接302頁(yè))2)生物轉盤(pán)的HRT對生物轉盤(pán)的運行有很大HC/N=L5 -CN=5-C/N=3-C/N=6.5的影響,去除效果隨著(zhù)的HRT的增大而增大HRT=6h與HRT=4h相比較,COD去除率的提高不000是很大,而目.HRT的增加導致處理量的降低,所以選擇了HRT=4h為操作參數;3)本試驗中采用的C/N系列為5,3和1.5,試1234567驗數據表明,在C/N=5時(shí),脫氮效果較好,去除率達87%以上;而在C/N=1.5時(shí),脫氮效果很差,去圖4不同c/N比下的脫氮率除率不到50%,由此可見(jiàn),要實(shí)現良好的脫氮效果C/N比必須控制至少在3~5.提高C/N比,可采用從圖4可見(jiàn)在CN=1.5的情況下,NO在進(jìn)水中投加碳源或者采用多點(diǎn)進(jìn)水的方法N的去除率不到50%,此時(shí)系統的脫氮效果很不理想CN=1.5低于理論上的脫氮最小CN參考文獻:比6,在C/N=3的情況下,NO3--N的去除率達[沈翟良黃勇固定化微生物污水處理技木[M北京:化到88%.試驗證明,在低于最小C/N=3的條件下,學(xué)工業(yè)出版社,2002很準實(shí)現良好的脫氮效果因此要實(shí)現良好的脫2劃雨趙慶良,鄭興燦生物膜法污水處理技木M].北京中國建筑出版社,2000氮效果必須控制C/N比,理論上至少是3-5因而(3】張自杰,廢水處理論與設計M]北京:中國建筑工業(yè)出版實(shí)際中根據想要的預期效果,調整好合適的C/N社,2003比.一般來(lái)講,CN比越高,越有利于反硝化,系統[4]張錫輝,劉勇弟廢水生物處理M北京:化學(xué)工業(yè)出版社的脫氮效果越好.[5]國家環(huán)保局《水和廢水分析監測方祛》編委會(huì )水和廢水監3結論測分析方法[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,198[6] GUIMARAES C, PORTO P, OUVEIRA R, al. Doodlouria-ation1)生物轉盤(pán)對COD為400-800mg/L的不同有機負荷具有較好的去除效果,平均去除率均在9%以tactor with Phanerochaete chrysosporium immobilized on polyure-上,說(shuō)明生物轉盤(pán)對負荷變動(dòng)具有良好的適應能力thane foem disks[ J]. Prowess biochemisty, 2005, 40: 535-540.