LEVAPOR-MBBR工藝處理RO濃水解決方案
來(lái)源：桂林德態(tài)環(huán)？萍加邢薰 閱讀：50425 更新時(shí)間：2024-10-21 09:131.污水廠廢水概況及擬采用技術(shù)介紹
1.1項(xiàng)目污水特殊性
該污水處理廠主要來(lái)源于普通生活污水、少量工業(yè)廢水組成的綜合廢水，達(dá)標(biāo)排放的污水經(jīng)過(guò)超濾、RO處理后回用，產(chǎn)生5000m3/d的RO濃水。濃水COD約150mg/L，TN約為70mg/l，氨氮基本沒(méi)有，TP約為6mg/L，電導(dǎo)率約為10000us/cm，屬于高鹽度有機(jī)廢水。其特點(diǎn)是鹽度高，微生物培養(yǎng)困難；TN高，基本上為硝態(tài)氮；COD低，可生化性較差；是一種高鹽、高氮、低B/C、低C/N的有機(jī)廢水，嚴(yán)重缺乏碳源。其處理主要目標(biāo)是除去TN和COD，使其達(dá)到國(guó)家一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
1.2 LEVAPOR- MBBR工藝
LEVAPOR- MBBR工藝是20世紀(jì)90年代由德國(guó)提出的污水處理系統(tǒng)新工藝，2009年后傳入我國(guó)，主要用于城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)、擴(kuò)容改造；高濃度、難降解有機(jī)廢水處理和污水系統(tǒng)深度處理等3大領(lǐng)域。其原理是通過(guò)向生物反應(yīng)池投加一定量的懸浮載體，使活性污泥系統(tǒng)生物量大大提高，而懸浮載體同時(shí)還具有活性污泥的高傳質(zhì)混合特征（不同于常規(guī)的接觸氧化填料），大大提高系統(tǒng)容積負(fù)荷率、同時(shí)載體上吸附大量硝化菌群，形成特有的硝化生物膜，解決冬季低溫氨氮超標(biāo)問(wèn)題和活性污泥反應(yīng)中硝化和脫磷的矛盾； LEVAPOR載體獨(dú)有的溶解氧梯度，使其具有同步硝化反硝化和短程硝化反硝化能力，節(jié)省碳源，實(shí)現(xiàn)低碳氮比條件下生物脫氮。
其特點(diǎn)是聚氨酯載體內(nèi)含有30%的粉末活性炭，使其比表面積高達(dá)20000m2/m3以上，因此其生物掛膜快，生物膜量高達(dá)120g/m3以上，載體投配量?jī)H為15%。特別可貴的， LEVAPOR載體獨(dú)特結(jié)構(gòu)和活性炭成分，使其具有溶氧梯度特征，通過(guò)MBBR改造使好氧生物反應(yīng)池輕松獲得同步硝化反硝化和短程硝化反硝化能力，能在低碳氮比條件下實(shí)現(xiàn)部分生物脫氮，節(jié)省大量碳源和運(yùn)行費(fèi)用。
2.中試目標(biāo)
本項(xiàng)目中試目標(biāo)是：通過(guò)中試，明確LEVAPOR載體生物掛膜特征；通過(guò)中試，確定LEVAPOR載體在缺氧條件下，對(duì)反硝化脫氮和水解效率的影響；了解LEVAPOR-MBBR工藝的生物脫氮能力，特別是好氧池中載體的同步硝化反硝化和短程硝化反硝化能力，以找到在高鹽、低碳源的原水條件下，能有效節(jié)省碳源的生物脫氮工藝，為本項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
3. 試驗(yàn)方法
中試設(shè)備的設(shè)計(jì)基本按原有工藝停留時(shí)間設(shè)計(jì)，反應(yīng)池設(shè)計(jì)為2個(gè)，內(nèi)置攪拌泵和微孔曝氣系統(tǒng)，可以進(jìn)行缺氧反硝化和好氧生物氧化，一個(gè)為投加15% LEVAPOR生物膜載體（體積比）， 一個(gè)為對(duì)照池，僅做活性污泥試驗(yàn)。
試驗(yàn)用水采用污水處理廠提供的RO濃水水樣，其水質(zhì)指標(biāo)為：
|
水樣 |
COD |
BOD |
氨氮 |
總氮 |
電導(dǎo)率 |
PH |
|
RO濃水原水 |
194 |
20 |
0 |
129 |
10334 |
7 |
反應(yīng)器運(yùn)行采用A/O方式，在高鹽微生物培養(yǎng)和馴化基礎(chǔ)上，投入原水先缺氧反硝化處理一段時(shí)間，而后，采用好氧處理一段時(shí)間，考察不同工藝缺氧反硝化、厭氧水解、好氧生物氧化效果。
4. 污泥整合和培養(yǎng)
基本按污水廠原水電導(dǎo)率指標(biāo)人工配制污水，碳源用蔗糖，氮源用氯化銨，鹽度用海鹽配制，利用上述二組反應(yīng)器，投加3000mg/L污水廠濃縮污泥，加入人工污水，悶曝24小時(shí)，按22小時(shí)一個(gè)運(yùn)行周期，2小時(shí)沉淀，排上清液，逐步增加人工配水鹽度，連續(xù)運(yùn)行17天，馴化污泥，使載體二次掛膜。其中初次培養(yǎng)3天，0.5%鹽度培養(yǎng)液培養(yǎng)7天，1%鹽度培養(yǎng)液培養(yǎng)7天。采用生物促生技術(shù)和微生物定向擴(kuò)增技術(shù)進(jìn)行混合培養(yǎng)，微生物整合完成后，將整合后微生物進(jìn)行離心脫水，分置于二個(gè)缺氧好氧反應(yīng)器，其中1#反應(yīng)器投加載體，2#反應(yīng)器為對(duì)照組。
5. 中試調(diào)試和運(yùn)行情況
項(xiàng)目試驗(yàn)調(diào)試分兩個(gè)階段，6月5日--6月22日為系統(tǒng)污泥馴化和載體掛膜階段，6月23日—28日為運(yùn)行試驗(yàn)階段，直接用污水廠原水進(jìn)行運(yùn)行，分別在反應(yīng)器缺氧和好氧條件下試驗(yàn)。
5.1污泥馴化載體掛膜狀況
從6月5日開(kāi)始污泥馴化和載體掛膜。6月5日-8日，用電導(dǎo)率300us/cm自來(lái)水配置人工污水，二組處理均能有效去除COD和氨氮，表明污泥系統(tǒng)能很好地適應(yīng)人工配水；隨后，將原水鹽度提高至0.5%，進(jìn)行污泥整合和馴化，試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，由于污泥和污水尚不適應(yīng)，至6月10日，由于污泥發(fā)生不同程度水解，COD和氨氮經(jīng)過(guò)處理后均有一定上升；隨著污泥馴化，系統(tǒng)逐步正常， 6月12日開(kāi)始，系統(tǒng)開(kāi)始對(duì)COD、氨氮有一定去除，隨后，系統(tǒng)對(duì)COD、NH3-N、TN去除率穩(wěn)步提高，至6月15日，1#反應(yīng)器COD和氨氮去除率分別達(dá)到86.8%和87.4%，2#反應(yīng)器COD和氨氮去除率分別達(dá)到75.8%和59.6%，這表明系統(tǒng)微生物已初步適應(yīng)了0.5%的鹽度污水環(huán)境。隨后，將原水鹽度提高至1%，進(jìn)行污泥整合和馴化，試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，和第一周馴化試驗(yàn)表現(xiàn)出相似的規(guī)律，COD和氨氮經(jīng)過(guò)處理后均有一定上升；隨著污泥馴化，系統(tǒng)逐步正常，至6月22日，1#反應(yīng)器COD和氨氮去除率分別達(dá)到78%和64.7%，2#反應(yīng)器COD和氨氮除去率分別達(dá)到72%和24.8%，這表明系統(tǒng)微生物已初步適應(yīng)了1%的鹽度污水環(huán)境，對(duì)COD和氨氮表現(xiàn)出一定的去除效果。
值得注意的是，在系統(tǒng)污泥馴化和掛膜期間，MBBR組對(duì)COD、NH3-N去除率始終高于對(duì)照組，而且更容易穩(wěn)定，至6月22日，MBBR組對(duì)COD、NH3-N去除率分別為80.5%、64.7%，而對(duì)照組除去率分別為72.3%、24.8%，明顯低于MBBR組。這表明投加LEVAPOR載體后，系統(tǒng)污泥更容易馴化，系統(tǒng)對(duì)COD、NH3-N去除能力明顯提高。
5.2 缺氧運(yùn)行時(shí)反硝化脫氮和水解效率
微生物整合完成后，將整合后微生物進(jìn)行離心脫水，分置于二個(gè)缺氧好氧反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置水泵攪拌系統(tǒng)和微孔曝氣系統(tǒng)，其中一個(gè)反應(yīng)器（1#）投放15%（體積比）LEVAPOR載體，另一個(gè)（2#）不投放載體？紤]到COD較高時(shí)有利于高鹽微生物的培養(yǎng)，按TN的6倍投加碳源（葡萄糖），二組反應(yīng)器進(jìn)行缺氧處理，比較二個(gè)反應(yīng)器缺氧反硝化脫氮和水解酸化性能。
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水樣 |
1# |
2# |
||||||
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TN (mg/L) |
COD (mg/L) |
BOD (mg/L) |
B/C （%） |
TN (mg/L) |
COD (mg/L) |
BOD (mg/L) |
B/C （%） |
|
|
運(yùn)行前 |
129 |
970 |
796 |
82.1 |
129 |
970 |
796 |
82.1 |
|
6h |
33.2 |
|
|
|
98.1 |
|
|
|
|
12h |
13.6 |
642 |
523 |
81.5 |
72 |
811 |
645 |
79.5 |
試驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)6h缺氧處理后，加載體和未加載體處理組TN由129mg/l分別降至33.2mg/L和98.1mg/L，繼續(xù)缺氧至12h，TN分別降至13.6mg/L 和72mg/L，TN 12h去除率分別為89.5%和44.2%，投加LEVAPOR載體后反應(yīng)器對(duì)TN去除能力提高了2倍，經(jīng)過(guò)12h處理后反應(yīng)器污水TN已達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。為了驗(yàn)證二組反應(yīng)器對(duì)原水可生化性提高的處理效果，分別測(cè)試二組反應(yīng)器12h前后COD、BOD變化，原水投加一定量葡萄糖后，使其COD和BOD分別為970mg/L和796mg/L, 經(jīng)過(guò)缺氧12h處理后，加載體和未加載體處理組的COD和BOD分別為642mg/L、523mg/L和811mg/L、645mg/L，B/C分別為81.5%和79.7%；考慮到脫氮過(guò)程消耗的BOD，以原水COD和BOD計(jì)算，在處理前COD和BOD分別為194mg/L和20mg/L，其B/C為10.3%；運(yùn)行后加載體和未加載體處理組的BOD分別為57mg/L和12mg/L，按原水COD 194mg/L計(jì)算，其B/C分別為29.4%和6.2%，顯示缺氧反硝化過(guò)程中，通過(guò)水解、酸化反應(yīng)，明顯提高了原水可生化性，投加載體對(duì)水解酸化過(guò)程有明顯的增效作用，其B/C是未投加載體組的4.7倍。
5.3 好氧運(yùn)行時(shí)對(duì)污染物除去效率
本項(xiàng)目中試在缺氧處理12h基礎(chǔ)上，曝氣8h，測(cè)試二個(gè)反應(yīng)器COD，繼續(xù)曝氣4h，測(cè)試二個(gè)反應(yīng)器COD和TN。
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水樣 |
1# |
2# |
||
|
TN (mg/L) |
COD (mg/L) |
TN (mg/L) |
COD (mg/L) |
|
|
運(yùn)行前 |
13.6 |
642 |
72 |
811 |
|
8h |
|
63.4 |
|
182.1 |
|
4h |
6.4 |
41.2 |
69.8 |
98.7 |
反應(yīng)前，加LEVAPOR載體和未加載體處理組的COD分別為642mg/L和811mg/L，反應(yīng)8h，加載體和未加載體處理組COD分別降至63.4mg/L和182.1mg/L，繼續(xù)曝氣至4h，COD分別降至41.2mg/L和98.7mg/L，去除率分別為93.6%和87.8%，前者出水指標(biāo)已達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，去除率明顯高于未投加載體組，考察二組對(duì)TN去除效果，經(jīng)過(guò)12h好氧運(yùn)行，加LEVAPOR載體組TN降至6.4mg/L，去除率可達(dá)52.9%，好氧LEVAPOR-MBBR系統(tǒng)發(fā)生了同步硝化反硝化和短程硝化反硝化，而對(duì)照組基本上沒(méi)有TN除去能力。
本項(xiàng)目中試試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)LEVAPOR-MBBR對(duì)缺氧和好氧反應(yīng)器改造，結(jié)合高鹽微生物整合、定向擴(kuò)增和馴化等技術(shù)，能大大提高高鹽濃水TN處理效率，實(shí)現(xiàn)TN達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)提高了原水可生化性，通過(guò)好氧處理，實(shí)現(xiàn)COD達(dá)標(biāo)排放。
6. 總結(jié)
LEVAPOR MBBR工藝通過(guò)提高生物量、特別是硝化菌群，提高系統(tǒng)生化處理效率，特別是低溫條件下硝化效率，大大提高氨氮除去率；通過(guò)載體特有的溶解氧梯度，實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化和短程硝化反硝化，節(jié)省碳源，實(shí)現(xiàn)低碳氮比條件下生物脫氮，使系統(tǒng)獲得一定脫氮能力；中試運(yùn)行過(guò)程中，LEVAPOR載體在投配比15%的情況下, 使系統(tǒng)的生物氧化、硝化、生物脫氮能力大大提高。
201507211212219216.zip
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