二段生物接觸氧化法（以下簡稱二段法）將傳統(tǒng)生物接觸氧化池分為2 段，可以充分發(fā)揮同類微生物種群的協(xié)同作用，克服不同微生物種群間的拮抗作用，大大提高處理效率。二段生物接觸氧化工藝的優(yōu)點是處理時間短、運行穩(wěn)定、抗沖擊負荷能力強、操作簡單。但同時它也有一定的缺陷，比如出水懸浮物多，脫氮除磷效果不佳等。在二段生物接觸氧化池前增設(shè)厭氧水解池，可以提高污水的可生化性，去除污水中大部分的SS，降低后續(xù)生化處理的污染負荷。

本研究采用厭氧水解- 二段生物接觸氧化法處理生活污水 ，目的在于考察其處理城市生活污水的實用性，為污水處理工藝條件優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。

1 試驗部分

1.1 試驗裝置

如圖1 所示，試驗裝置由鋼化玻璃制成。池體內(nèi)設(shè)擋板將其分為3 部分：厭氧水解池和A 段、B 段接觸氧化池，每個池的有效容積為9.2 L，有效水深184mm，總有效容積為27.6 L。

 系統(tǒng)采用空壓機供氣，曝氣砂頭曝氣，曝氣量由玻璃轉(zhuǎn)子流量計控制。反應(yīng)器通過蠕動泵從厭氧端進水，經(jīng)降解處理后，由好氧端出水。水解池和A 段接觸氧化池內(nèi)填料為美國某公司生產(chǎn)生物帶，B 段接觸氧化池內(nèi)填料為湖北某公司生產(chǎn)的蜂窩填料。

1.2 進水水質(zhì)及監(jiān)測方法

試驗期間，污水取自某大學(xué)東校區(qū)生活污水，主要有機成分為碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂和合成洗滌劑，水量和水質(zhì)晝夜變化大，早、中、晚出現(xiàn)峰值。試驗原水pH 為7.0～7.5，COD 為90～150 mg/L，NH3-N、SS 的質(zhì)量濃度分別為20～40、100～150mg/L。

水質(zhì)分析方法見見表1，監(jiān)測頻率均為每日1 次。

 2 結(jié)果與討論

2.1 啟動與掛膜

每個池體內(nèi)投加9 g混合菌粉。為加快掛膜啟動速度，期間向進水中補加淘米水，以增加進水COD負荷，維持COD 容積負荷在2.7～3.5 kg/(m3·d)。首先采用間歇進水方式，對好氧段悶曝氣24 h 后，停止曝氣，靜置2 h 后，排出1/2 體積上清液，再補充污水，控制好氧池內(nèi)DO 的質(zhì)量濃度在2～3 mg/L 內(nèi)。第3 天改為小流量連續(xù)進出水、連續(xù)曝氣，第4 天開始改為大流量進水，同時調(diào)節(jié)DO 的質(zhì)量濃度在3～4mg/L 內(nèi)。第4 天開始每天取進出水水樣測定COD，結(jié)果見圖2。

 圖2 表明，系統(tǒng)掛膜第4 天，COD 去除率已達到40.54%；第10 天COD 去除率達到82.44%>80%，并且厭氧段和好氧段填料上均出現(xiàn)厚厚的生物膜。用光學(xué)顯微鏡觀察接觸氧化池填料上生物膜，發(fā)現(xiàn)上面有大量的細菌、真菌、原生動物和后生動物，它們構(gòu)成了一個穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)。此時即為認掛膜成功。

2.2 HRT 對污染去除率的影響

通過改變進水流量來控制HRT，不同HRT 下系統(tǒng)處理效果見表2。

 由表2 可知，污染物的去除率隨HRT 的延長而增加，但從COD 的組成看，其去除率并不能無限增大，當(dāng)HRT>6 h 時，基質(zhì)降解速率減慢，直至不再增加，微生物的增長達到飽和，系統(tǒng)對污染物的去除率達到最大。COD 和NH3-N 的去除率變化有相同的趨勢，而SS 的去除率變化較小，分析原因：在水解反應(yīng)池內(nèi)，填料表面大量微生物將污水中大的顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)截留和吸附，這是一個快速的物理過程，在十幾秒鐘或幾十秒鐘內(nèi)就可以快速完成，在厭氧菌的作用下，將這些大顆粒難降解物質(zhì)分解為小分子易降解的物質(zhì)[8-9]。大部分的懸浮物在水解段得以去除，所以HRT 對SS 去除率影響不大。

2.3 DO 含量對污染物去除率的影響

控制系統(tǒng)HRT 為6 h，改變曝氣量，從而改變氧化池內(nèi)DO 含量，觀察DO 含量對污染物去除率的影響，結(jié)果見表3。

由表3 可知，污染物的去除率隨著DO 含量增加呈上升趨勢。COD、SS、氨氮的去除率在原來的基礎(chǔ)上都有一定程度的提升。但SS 的去除率受DO 含量影響不大。而且當(dāng)鼓風(fēng)量增大到一定程度時，由于氣泡的沖刷作用，出水中會含有大量脫落的生物膜，并且大量的鼓風(fēng)會提高工藝運行成本，因此，氧化池內(nèi)DO 的質(zhì)量濃度維持在5～6 mg/L 為宜。

2.4 系統(tǒng)抗沖擊負荷能力測試

控制DO 的質(zhì)量濃度5～6 mg/L、HRT 為6 h，改變進水COD，測定系統(tǒng)抗沖擊負荷能力，結(jié)果見表4。

由表4 可知，隨著容積負荷的提高，COD 的去除率呈上升趨勢，當(dāng)容積負荷由0.9 kg/(m3·d)逐漸增加到3.45 kg/(m3·d)時，COD 去除率由81.34%逐漸增加到87.11%，表明系統(tǒng)有很強的抗沖擊負荷能力和穩(wěn)定性。而SS、NH3-N 的去除率則是先上升后下降。當(dāng)進水容積負荷為3.45 kg/(m3·d)時，NH3-N 的去除率降到94.97%，出水NH3-N 的質(zhì)量濃度達到1.63mg/L。分析原因：當(dāng)進水有機物含量很高時，生物膜中的異養(yǎng)好氧菌種群生長占優(yōu)勢，從而抑制了硝化和反硝化菌的生長，導(dǎo)致氨氮去除率有所降低，同時影響出水SS 含量。

 表4 系統(tǒng)抗沖擊負荷能力測試

 表5 系統(tǒng)穩(wěn)定運行結(jié)果

 2.5 系統(tǒng)穩(wěn)定運行

系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，水溫為26～32 ℃、pH 為7～7.5、HRT 為6 h，DO 的質(zhì)量濃度控制在5～6 mg/L，此時的處理結(jié)果見表5。

由表5 可知，系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，COD、SS、氨氮都有很好的去除效果。出水水質(zhì)均能達到GB 18918－2002 一級A 排放要求。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3 結(jié)論

在二段法前增加厭氧水解，不僅可以提高污水的可生化性，而且可以去除污水中大部分的SS，降低后續(xù)生化處理的污染負荷。

厭氧水解- 二段生物接觸氧化工藝優(yōu)化運行工況為：HRT 為6 h，DO 的質(zhì)量濃度為5～6 mg/L。在此工況下運行，系統(tǒng)對污染物有很高的去除率：COD、SS、NH3-N 去除率分別為80%、90%、99%左右。出水水質(zhì)均能達到GB 18918－2002 一級A 要求。

厭氧水解- 二段生物接觸氧化法處理城市生活污水具有運行穩(wěn)定、操作簡單、污染物去除率高和抗沖擊負荷能力強的特點，具有很強的適用性。