生物生态过滤工艺处理城镇污水.doc

生物生态过滤工艺处理城镇污水作者吴敏1摘要生物生态过滤工艺是利用由微生物和蚯蚓等共同组成的人工生态系统对城镇污水中的有机污染物进行降解的新型环保技术它由厌氧水解生物过滤和生态过滤组合而成当水解酸化填料床的水力停留时间为生物滤池的水力负荷为生态滤池的水力负荷为时该工艺对城镇污水的去除率为去除率为去除率为氨氮去除率为处理效果明显优于常规二级生物处理工艺且具有节能造价与运行费用低管理方便和污泥产量少等特点关键词生物生态过滤微生物蚯蚓协同作用中图分类号文献标识码文章编号生物生态过滤工艺由厌氧水解生物过滤和生态过滤组合而成通过生态系统的协同作用集生物处理吸附过滤以及污泥处理等功能于一体以蚯蚓为代表的微型动物在该系统中具有以下作用对污水和污泥进行吸收和分解清扫滤床防止堵塞蚯蚓粪便可以滤除污染物提高处理效率防止蚊蝇孳生改善卫生条件在滤床中增殖的蚯蚓可作为家禽饲料因此通过该人工生态系统的合理设计既可高效低耗地处理城镇污水又可减少剩余污泥等二次污染物的产生试验内容与方法原水水质生物生态滤池工艺的中试在上海曲阳污水厂进行以该厂进水为原水其水质见表表1原水水质mgL项目CODBOD5氨氮SS数值2506501253803045200400日平均值44722135357试验流程试验流程见图构筑物厌氧水解和生物滤池水解酸化填料床直径为高为由下部的污泥床和上部的填料床组成高速生物滤池长为宽为高为由上部的布水区中部的生物滤床和下部的排水区三部分组成生态滤池生态滤池长为宽为高为由上部的布水区中部的生态滤床和下部的排水区三部分组成其构造见图分析项目及方法分析项目及方法见表表2分析项目及方法项目分析方法项目分析方法流量容量法BOD5标准稀释法COD标准法水温水银温度计氨氮蒸馏法SS重量法结果与分析该中试于年月开始经过近个月的接种驯化后系统进入稳定运行当水解酸化填料床的水力停留时间为生物滤池的水力负荷为生态滤池水力负荷为时该系统的处理结果见表表3生物生态过滤系统处理结果水温CODBOD5SS氨氮进水mgL出水mgL去除率进水mgL出水mgL去除率进水mgL出水mgL去除率进水mgL出水mgL去除率10545600890231899623461386002565298012373453879172519703391405871884997415412619850192769603421256352082398915506610879198809603721495991483497717424720830197959524051396571674197520472604872207100952381126669177559692445358287219988956437143673196439782836245687417575957378103728142289803039255098571699694332913858115437976324105758601887096139511670620836983对有机物和悬浮物的去除从表可以看出整个生物生态过滤系统对的去除率高达对去除率高达对去除率高达在夏季水温达到冬季水温降至左右时该系统仍处于稳定运行状态出水清澈透明该系统与两种传统二级生物处理工艺处理效果的比较见表表4对有机物和悬浮物去除效率的比较处理工艺出水BOD5mgLBOD5去除率出水SSmgLSS去除率生物生态滤池5109497259698普通生物滤池2040809020308090普通活性污泥法1030909520308090对氨氮的去除生物生态过滤系统与普通活性污泥法对氨氮的去除效果对比见表表5对氨氮去除效果的比较处理工艺氨氮进水mgL出水mgL去除率普通活性污泥法304024301020生物生态滤池304010155870从表可以看出生物生态过滤系统在高效去除和的同时生态滤床中的生态系统对促进氨氮的硝化反硝化过程起了重要作用其除氮效果明显优于普通活性污泥法出水氨氮浓度为可满足国家一级排放标准污泥产率生物生态滤池系统的污泥产率与普通活性污泥法的比较见表表6污泥产率的比较mgL处理工艺初沉或水解污泥剩余污泥污泥总产率生物生态滤池20302030普通活性污泥法1001204060140180从表可以看出生物生态滤池系统基本不外排剩余污泥其污泥产率远低于普通活性污泥法这是由于厌氧水解填料床在处理污水的同时具有较强的污泥消化减量的功能微生物蚯蚓生态过滤系统通过多结构多层次相互协同的生态网链对污染物质和能量具有较强的分级利用功能对其进行的代谢作用较完全在处理污水的同时实现了对剩余污泥的分解和稳定运行管理该系统的工艺流程及所需的机械设备比较简单除提升泵外不需要鼓风机等较复杂的机械设备并能承受较强的冲击负荷运行管理和设备维修比较方便同时由于生物生态滤池大大减少了污泥的排放量简化了污泥处理和处置设施对我国中小城镇污水处理厂的运行管理有着特别重要的意义经济分析以规模的污水厂为例把生物生态滤池与活性污泥法进行比较结果见表表7技术经济指标的比较项目处理工艺传统活性污泥法生物生态滤池单位造价元m315001125单位电耗kWhm302630120由表可以看出生态滤池无论在工程造价还是运行费用方面均明显优于传统活性污泥法对我国目前经济基础相对薄弱的中小城镇具有巨大的应用潜力环境分析污水处理设施除需具有令人满意的污水处理和污泥处置功能以外还必须考虑将污水厂运行能耗和污泥排放问题与环境保护联系起来把资源消耗和二次污染物的排放与全球环境问题联系起来以全面考察一种处理工艺在环境影响方面的优劣能耗高不仅意味着运行费用高还同时表明将产生大量与全球气候变暖酸雨和臭氧层破坏有关的环境影响同样大量需要填埋处置的剩余污泥不仅意味着大量污泥处理和处置费用还表明将产生大量与地表水体和地下水源渗滤液以及大气环境填埋气有关的环境影响因此生物生态滤池由于其节能仅为活性污泥法的和污泥排放量少的独特优势所产生的二次污染物数量及其环境影响远小于活性污泥法以及其他二级生物处理工艺是一种清洁型环保技术结论生物生态过滤系统中试结果表明当水解酸化填料床的水力停留时间为生物滤池水力负荷为生态滤池水力负荷为时该工艺对城市污水的去除率为对的去除率为对去除率为对氨氮的去除率为优于常规二级生物处理效果生物生态过滤系统的工程造价和能耗仅为普通活性污泥法的和左右生物生态过滤系统具有节约资源消耗节能和污泥排放量少的特点所产生的二次污染物数量及其对环境的影响远小于其他二级生物处理工艺由于处理流程和设备简单生物生态过滤系统的运行管理十分方便并能承受较强的冲击负荷