城镇生活污水深度处理工艺的探讨

朱建军

文章编号：2095-6835（2016）13-0102-02

摘 要：落实城镇生活污水的深度处理具有深远的社会意义，会产生良好的经济效益和环境效益。通过试验研究，介绍了一种去除氨氮和CODMn的，具有投资低廉、运行费用低、易于管理、处理过程稳定可靠等优点的工艺，并对其去除效果进行了归纳总结。为此，工艺的推广应用提供参考。

关键词：城镇污水；污水处理；环境恶化；试验装置

中图分类号：X832 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.102

随着我国经济的不断发展，城镇生活污水排放数量增大且呈增长趋势，污水的成分也日趋复杂，大量富含氨氮离子、CODMn等的生活污水直接排放，导致水体环境恶化，造成越来越严重的环境污染问题，城市用水供需矛盾不断加剧。对此，将城镇污水进行处理回用是解决城市用水供需矛盾这一问题的有效途径。在这种情况之下，迫切需要一种经济、高效、技术可靠的城镇污水深度处理工艺和技术，以实现城镇污水的处理回用。为了探索一种经济、高效的污水深度处理工艺，文章结合笔者实践经验，进行了滤池内放置生物沸石、生物活性炭和沸石两种不同填料对氨氮、CODMn的去除效果的比较试验，研究了不同填料处理污水的运行性能，以落实城镇生活污水的深度处理，缓解城镇水资源供需矛盾。

1 试验部分

1.1 试验概况

曝气生物滤池以其池容小，占地面积少，出水水质好，流程简单等优点成为一种应用潜力很大的污水深度处理工艺。而对此工艺影响较大的为其内部填料。所以，本文将对滤池中加入不同填料对氨氮、CODMn去除效果加以比较。

1.2 试验装置

本试验装置为两套：①两个串联沸石柱；②沸石活性炭组合柱。沸石柱和组合柱均采用高3 m，直径为100 mm的有机玻璃柱，串联沸石柱内沸石高度为1.5 m，底部0.5 m为鹅卵石承托层；组合柱上部为800 mm活性炭层，中部为1 m沸石层，下部为0.5 m鹅卵石承托层。均为上部进水下部出水，曝气方式为柱内分段曝气，柱上每隔200 mm设一取样口。

1.3 试验水质

试验用水取自某高校校区内检查井，水质情况见表1.

表1 试验用水水质

ρ（CODMn）/（mg/L） ρ（NH3-N）/（mg/L） pH

21.8～2.7 13.78～0.68 6.5～8.1

2 试验结果与分析

2.1 生物沸石去除效果

沸石为架状结构的硅铝酸盐，最基本构成单元是硅氧四面体和铝氧四面体。由于沸石的这种特殊的结构形式，在其骨架中形成了大量的孔穴和通道，可吸附大量分子。沸石的比表面积大，一般为400～800 m2/g，因而决定了其有良好的吸附性能。离子交换性能是沸石的另一个重要性能。沸石的离子交换一般在水溶液中进行。另外，沸石作为极性吸附剂，也是一种理想的生物载体。

串联沸石柱对CODMn的去除效果如图1所示。

由图1可以看出，随着进水COD浓度的增加，出水COD浓度也随之增加，整体变化趋势与进水趋势一致。串联沸石柱对NH3-N的去除效果如图2所示。

由图2看出，随着进水氨氮浓度升高，其吸附能力加强，但当氨氮浓度降低时，且运行一段时间后，其出水氨氮浓度趋于稳定，需进行反冲或对沸石再生。

2.2 活性炭-沸石组合去除效果

生物活性炭是利用生物技术中的微生物能分解氧化某些物质，从而与活性炭吸附技术相结合。其作用机理为：在被处理水通过活性炭床层之前，输入充足的溶解氧，由于微生物在炭粒上具有良好的生长条件，在水通过炭床层时，充分利用活性炭的吸附性能，并利用炭床中大量生长的好氧微生物对有机物进行降解，在处理污水的同时对活性炭进行再生。

组合柱对CODMn的去除效果如图3所示。

组合柱对NH3-N的去除效果如图4所示。

由图4可以看出，当组合柱进水氨氮浓度增大时，其出水浓度也增大；当进水浓度下降时，出水浓度仍有一个阶段是有所上升的。活性炭是通过生物硝化作用去除氨氮的，当进水浓度有较大变化时，出水浓度无法作出相应的变化。

2.3 对CODMn去除效果的比较

除CODMn效果比较情况如图5所示，从中可以看出，由于沸石对极性有机物具有较强的能力，而活性炭对非极性有机物吸附能力较强。所以，活性炭-沸石组合去除COD的效率整体较沸石高。这是由于活性炭的吸附催化作用提高了微生物的活性，增进了微生物的代谢活动，从而延长了活性炭的工作周期，并改善了活性炭的吸附条件。微生物降解活性炭吸附的有机物，是去污的过程，同时也是活性炭生物再生的过程。

2.4 对NH3-N去除效果的比较

由图6、图2和图4比较可以看出，活性炭沸石组合柱的氨氮进水浓度比沸石柱的高，但其出水浓度却比沸石柱的低，说明生物活性炭对低浓度氨氮有较好的去除效果。由图6看出，当氨氮浓度较低时，沸石对氨氮的去除率出现负值。因为沸石主要是通过离子交换作用去除氨氮，但运行一段时间后其吸附能力趋于饱和，对氨氮的去除率相应降低，当进水浓度较低时会出现出水浓度高于进水浓度的现象。这说明利用沸石处理低

浓度氨氮的效果不如活性炭沸石组合。

3 结束语

综上所述，进行城市污水深度处理工艺的研究具有必要性，在进行城市生活污水深度处理工艺选择时，除了要考虑工艺的处理效果外，还应考虑工艺的经济效益。实验表明，生物活性炭可提高原水的可生化性，微生物的降解能力，经济可靠；沸石对于进水中生物负荷的变化有良好的抗冲击能力，而生物活性炭的缓冲能力较弱。综合考虑各个指标的去除效果，认为采用活性炭和沸石组合工艺来对城镇污水进行深度处理是可行的，不仅操作便捷，而且处理效果明显、运行费用还比较低，具有较好的环境效益和社会效益，是一种值得推广的城镇生活污水深度处理工艺。

参考文献

[1]李曼.超滤深度处理城市污水的试验研究[D].邯郸：河北工程大学，2008.

[2]郝新元，姚晓华，苏桂林.城市生活污水深度处理及回用技术研究[J].工业，2015（41）.

〔编辑：胡雪飞〕