中低溫下ABR-HCW處理農(nóng)村生活污水的效能研究

文_宋小康 丁敏 陰方芳 王欣竹

1.蘇州凈研環(huán)保科技有限公司；2. 蘇州科技大學(xué) 江蘇省《環(huán)境科學(xué)與工程》重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

本研究采用厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）作為復(fù)合人工濕地（HCW）的預(yù)處理裝置，為在中低溫條件下，研究ABR（厭氧折流板反應(yīng)器）-HCW（復(fù)合人工濕地）組合技術(shù)對(duì)農(nóng)村生活污水的處理效能。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)用水及水質(zhì)

采用某高校生活小區(qū)污水為試驗(yàn)原水，試驗(yàn)期間其水質(zhì)指標(biāo)分別為：pH：6.5 ～7.5； CODCr：119 ～690m；NH4+-N：8.47 ～50.19mg/L； TN：11.37 ～59.17mg/L；TP：1.43 ～8.39mg/L；濁度：19.4 ～93.8NTU。

1.2 試驗(yàn)工藝及方法(圖1)

圖1 試驗(yàn)工藝流程圖

試驗(yàn)期間通過控制進(jìn)水量而改變ABR和HCW的HRT及HLR。

本研究分為三個(gè)階段。①溫度范圍為15 ～25℃，ABR 中的HRT 約為5h（HCW 的HLR 約為1.2m/d）；②溫度范圍為5 ～15℃，ABR 中的HRT 約為5（hHCW 的HLR 約為1.2m/d）；③溫度范圍為5 ～15℃，ABR 中的HRT 約為7h（HCW的HLR 約為0.72m/d）。

1.3 試驗(yàn)裝置

研究所采用的ABR 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)如圖2 所示。該反應(yīng)器由PVC 板加工而成，有效容積約為0.213m3，第一隔室的下向流與上向流沿水流方向的長(zhǎng)度之比為0.14，其它隔室均為0.11，反應(yīng)器兩側(cè)用土覆埋，上部用土棟密封。

圖2 ABR 中試裝置

HCW 結(jié)構(gòu)如圖3 所示：濕地總有效面積為6.84m2，其中潛流濕地面積為4.84m2,垂直流濕地面積為2m2。濕地植物由香蒲、蘆葦和美人蕉組成，其種植密度分別為：20 株/m2、18 株/m2、1株/m2。濕地填料底層為20cm厚的卵石（粒徑為30～60mm）,依次向上是20cm 厚的礫石（其粒徑為20 ～30mm），15cm 厚的陶粒（粒徑為5 ～20mm），10cm 厚的砂子（粒徑為2 ～6mm）。上層土壤拌有非常細(xì)的粉末生石灰。

圖3 復(fù)合人工濕結(jié)構(gòu)圖

1.4 分析指標(biāo)及方法

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)COD的去除效果

試驗(yàn)期間系統(tǒng)對(duì)COD 的去除效果如圖4 所示。

圖4 對(duì)COD 去除的變化規(guī)律

由圖4 可知：在試驗(yàn)階段Ⅱ的后期，系統(tǒng)對(duì)COD 的去除率下降。在試驗(yàn)階段3，即溫度在5 ～15℃范圍，HCW 水力負(fù)荷由1.2m/d 降為0.72m/d 時(shí)，系統(tǒng)對(duì)COD 的去除率有所上升。此時(shí)，其對(duì)COD 的平均去除率為89%，出水濃度均在50mg/L以下，平均濃度為32mg/L。其中，ABR 在此階段的預(yù)處理效果明顯提升，其對(duì)COD 的平均去除率上升為68%，ABR 出水COD平均濃度為89mg/L。原因主要是進(jìn)水濃度上升，ABR 反應(yīng)器中的顆粒污泥增長(zhǎng)較快，從而增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)COD 的去除率。

由此說明：在水溫為5℃以上時(shí)，此組合工藝去除有機(jī)污染物的效果較好。

2.3 對(duì)NH-N的去除效果

試驗(yàn)期間系統(tǒng)對(duì)NH4+-N 去除效果如圖5 所示。

圖5 對(duì)NH-N 去除的去除效果

2.4 對(duì)TP的去除效果

試驗(yàn)期間系統(tǒng)對(duì)TP 的去除效果如圖6 所示。

圖6 試驗(yàn)期間對(duì)TP 的變化規(guī)律

由圖6 可知：在10 ～20℃階段時(shí)，系統(tǒng)對(duì)TP 的去除效果最好。此時(shí)，系統(tǒng)出水TP 濃度平均為0.38mg/L，平均去除率為89%。此階段對(duì)TP 的去除主要是HCW 的作用，HCW 在此階段對(duì)TP 的平均去除率達(dá)85%。當(dāng)水溫小于10℃時(shí)，系統(tǒng)對(duì)TP 的去除率下降。說明當(dāng)水溫低于10℃時(shí)，此組合工藝對(duì)TP的去除率較低，水溫大于10℃時(shí)，其對(duì)TP 的去除效果較好。

3 結(jié)語(yǔ)

低溫下提高進(jìn)水COD 的濃度，可促進(jìn)ABR 反應(yīng)器中顆粒污泥增長(zhǎng)，從而可明顯提高其對(duì)COD 的去除率。

在ABR的HRT為3h（VLR=1.3kgCOD/m3·d）且HCWHRT為1.3d(HLR=24.6cm/d)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)COD、NH4+-N 和TP 的去除效果最好，其平均去除率分別約為：76%、69%和87%，出水平均濃度分別約為：37mg/L、2.73mg/L 和0.18 mg/L。

ABR 與HCW 具有良好的協(xié)同除污效應(yīng)。

ABR 反應(yīng)器中能形成性能良好的顆粒污泥，其粒徑在0.3 ～5.0mm 之間。