CN105152316A - 恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法 - Google Patents

恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法 Download PDF

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Abstract

恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，涉及一种生活污水污染物的快速降解方法。本发明是要解决现有的污水处理方法氧气利用率低，能耗大的问题。方法：将生活污水通入含有经驯化的好氧活性污泥的反应釜中，空压机为反应釜供氧，运行方式为对反应釜进行高压曝气，保持恒定曝气压力，通过调整反应釜排气阀开启程度，调整曝气压力指数为0.1～0.6MPa，水力停留时间为3±0.2h，即可完成污水中污染物的快速降解。采用本发明方法进行污染水体污染物的去除，能够提高氧气利用率，在3小时内水体中的COD即可削减约58％，氨氮削减约45％，总磷削减约95％。本发明用于污水处理领域。

Description

恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法
技术领域
本发明涉及一种生活污水污染物的快速降解方法。
背景技术
我国幅员广袤，淡水资源丰富，但由于我国人口基数大，所以人均淡水资源占有量很少。与此同时，随着经济的迅猛发展，污染物排放量的加剧导致我国的水环境污染严重。据《2015年中国环境状况公报》显示，我国主要水系中Ⅲ类以下水体覆盖率为31.1％，湖泊水库水高达38.7％，地下水的污染率则更高，水质较差的观测站竟达到了57.3％。由此可看，我国所面临的水污染问题依然严峻，因此对水处理行业提出了更大的挑战，污染物的深度减排成为现阶段主要的攻关课题。
在普通的污水处理厂中，曝气池中鼓风机的电耗占总运行电耗的比例是最大的，鼓风机的主要作用是为曝气池提供氧气来降解污染物，因此，如何提高氧气利用率，从而降低鼓风机的能耗成为了污水处理厂中节能降耗的关键内容。
发明内容
本发明是要解决现有的污水处理方法氧气利用率低，能耗大的问题，提供一种恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法。
本发明恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，按以下步骤进行：
将生活污水通入含有经驯化的好氧活性污泥的反应釜中，空压机为反应釜供氧，以恒定曝气压力运行反应釜，通过调整反应釜排气阀开启程度，调整曝气压力指数为0.1～0.6MPa，水力停留时间为3±0.2h，即可实现污染物的快速降解。
本发明的有益效果：
采用本发明方法进行污染物的去除，能够提高氧的利用率，在3小时内削减约58％水体中COD，削减约45％氨氮，削减约95％总磷。深度减排，设备构造简单，便于维修作业。
附图说明
图1为实施例1～4中采用的高压反应釜的结构示意图；图2为不同压力条件下COD的转化情况；图3为不同压力条件下氨氮的转化情况；图4为不同压力条件下TP的转化情况。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，按以下步骤进行：
将生活污水通入含有经驯化的好氧活性污泥的反应釜中，空压机为反应釜供氧，以恒定曝气压力运行反应釜，通过调整反应釜排气阀开启程度，调整曝气压力指数为0.1～0.6MPa，水力停留时间为3±0.2h，即可实现污染物的快速降解。
本实施方式好氧活性污泥驯化方法：将好氧活性污泥放入反应釜中，用空压机为反应釜供氧，24小时中供氧两次，每次通入空气3h，通过调整反应釜排气阀开启程度，调整压力逐渐升高；压力每升高0.2MPa，恒定运行15～25天，直至反应釜内好氧活性污泥可耐受0.6MPa的压力。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述经驯化的好氧活性污泥为脱氮除磷工艺中的曝气池活性污泥，污泥MLSS为3.5～4.5g/L。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述经驯化的好氧活性污泥为脱氮除磷工艺中的曝气池活性污泥，污泥MLSS为4.0g/L。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述好氧活性污泥与污水的体积比为2:7～9。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述好氧活性污泥与污水的体积比为2:8。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：调整压力表示数为0.2～0.4MPa。其它与具体实施方式一至五之一相同。
为验证本发明的有益效果，进行以下实验：
以下实施例采用反应釜反应装置实现运行过程中压力的梯度变化(见图1)，该装置由反应釜体1、电机2、压力表3、磁力耦合器4、排气阀5、锚式搅拌桨6、出水口7以及进气口8组成。装置全容积为12L，有效容积10L，设计压力为1.0MPa，工作压力变化范围为0-0.7MPa，电机功率355W，转速0-350r/min，反应釜内与反应污水接触的材质为不锈钢(型号：S30408)。配有空压机(型号：OTS-550)为高压反应釜供氧，由反应釜底进气口进气供氧，公称容积流量40L/min，额定排气压力为0.8MPa。
实施例1：
本实施例恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，按以下步骤进行：
取2L经驯化的好氧活性污泥(污泥来源于运行良好的强化脱氮除磷工艺中的曝气池活性污泥，MLSS大约为4.0g/L)与8L生活污水混合均匀，倒入反应釜中，空压机为反应釜供氧，通过调整排气阀开启程度，首先控制压力表示数为0MPa，即在1个大气压力下用空压机曝气运行3.0h，每隔0.5h从出水口取样，监测COD、氨氮、TP变化。
实施例2：
本实施例恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，按以下步骤进行：
取2L经驯化的好氧活性污泥(污泥来源于运行良好的强化脱氮除磷工艺中的曝气池活性污泥，MLSS大约为4.0g/L)与8L生活污水混合均匀，倒入反应釜中，空压机为反应釜供氧，对反应釜进行恒定曝气压力运行，通过调整排气阀开启程度，调整压力表示数为0.2MPa，运行3.0h，每隔0.5h从出水口取样，监测COD、氨氮、TP变化。
实施例3：
本实施例恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，按以下步骤进行：
取2L经驯化的好氧活性污泥(污泥来源于运行良好的强化脱氮除磷工艺中的曝气池活性污泥，MLSS大约为4.0g/L)与8L生活污水混合均匀，倒入反应釜中，空压机为反应釜供氧，对反应釜进行恒定曝气压力运行，通过调整排气阀开启程度，调整压力表示数为0.4MPa，运行3.0h，每隔0.5h从出水口取样，监测COD、氨氮、TP变化。
实施例4：
本实施例恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，按以下步骤进行：
取2L经驯化的好氧活性污泥(污泥来源于运行良好的强化脱氮除磷工艺中的曝气池活性污泥，MLSS大约为4.0g/L)与8L生活污水混合均匀，倒入反应釜中，空压机为反应釜供氧，对反应釜进行恒定曝气压力运行，通过调整排气阀开启程度，调整压力表示数为0.6MPa，运行3.0h，每隔0.5h从出水口取样，监测COD、氨氮、TP变化。
不同压力条件下COD的转化情况如图2所示，不同压力条件下氨氮的转化情况如图3所示，不同压力条件下TP的转化情况如图4所示，—●—表示0MPa，—◆—表示0.2MPa，—■—表示0.4MPa，—▲—表示0.6MPa。
污染水体中污染物消减情况：反应釜在0MPa，0.2MPa，0.4MPa，0.6MPa四个压力状态下运行，COD平均去除率分别为37.04％，58.21％，55.87％，42.98％，当压力上升为0.6MPa时，COD去除效果有所下降，但好于常压状态。氨氮平均去除率分别为41.13％，45.84％，43.25％，42.33％，压力增大，氨氮的处理效果没有显著变化。随着压力的逐渐增大，TP平均去除率分别为82.31％，94.80％，96.64％，86.78％，压力增大，反应釜对磷素的去除效果越为明显，当压力达到0.6MPa时，其平均去除效果略有下降。综上可以看出，恒定曝气压力控制在0.2-0.4MPa时，反应釜对污水污染物的去除效果达到最佳，即在3小时内削减约58％水体中COD，削减约45％氨氮，削减约95％总磷。
实施例1～4不同压力条件下空气、氧气的消耗情况如表1所示。
表1
压力表示数(即相对压力) 0.0MPa 0.2MPa 0.4MPa 0.6MPa
进气量(m3/h) 0.510 0.510 0.510 0.510
排气量(m3/h) 0.460 0.452 0.447 0.442
排气中氧占比 0.201 0.196 0.194 0.191
3h用掉的空气量(m3) 0.150 0.174 0.189 0.204
3h用掉的氧气的量(m3) 0.040 0.052 0.058 0.064
相比传统连续流反应器相比，本发明只采用一个反应器进行反应，具有占地面积小，设备投入低的优点。而且，本发明生活污水处理时间仅为3h，具有快捷、高效降解污染物的特点。与传统连续流反应器的全天24h不间断曝气相比，本发明氧气利用率更高，能耗更低，节能、省气。
相比传统连续流反应器，在相同容积的好氧池内，控制好氧池溶解氧在3-4mg/L，空气流量计示数为0.2m3/h，24小时消耗的空气量为4.8m3，地球空气中大约含有体积为20.947％的以单质形式存在的氧气，24小时消耗的氧气量为1.0m3，经比较，此工艺具有节省氧气体积从而节能的优势。

Claims (6)

1.恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
将生活污水通入含有经驯化的好氧活性污泥的反应釜中，空压机为反应釜供氧，以恒定曝气压力运行反应釜，通过调整反应釜排气阀开启程度，调整曝气压力指数为0.1～0.6MPa，水力停留时间为3±0.2h，即可实现污染物的快速降解。
2.根据权利要求1所述的恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，其特征在于所述经驯化的好氧活性污泥为脱氮除磷工艺中的曝气池活性污泥，污泥MLSS为3.5～4.5g/L。
3.根据权利要求1所述的恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，其特征在于所述经驯化的好氧活性污泥为脱氮除磷工艺中的曝气池活性污泥，污泥MLSS为4.0g/L。
4.根据权利要求1或2所述的恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，其特征在于所述好氧活性污泥与生活污水的体积比为2:7～9。
5.根据权利要求1或2所述的恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，其特征在于所述好氧活性污泥与生活污水的体积比为2:8。
6.根据权利要求4所述的恒定曝气压力强化好氧活性污泥对生活污水污染物的快速降解方法，其特征在于调整压力表示数为0.2～0.4MPa。
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