中低温下ABR-HCW处理农村生活污水的效能研究

2020-05-25宋小康丁敏阴方芳王欣竹

节能与环保 2020年4期

关键词：水温反应器去除率

文_宋小康丁敏阴方芳王欣竹

1.苏州净研环保科技有限公司；2. 苏州科技大学江苏省《环境科学与工程》重点实验室

本研究采用厌氧折流板反应器（ABR）作为复合人工湿地（HCW）的预处理装置，为在中低温条件下，研究ABR（厌氧折流板反应器）-HCW（复合人工湿地）组合技术对农村生活污水的处理效能。

1 试验材料与方法

1.1 试验用水及水质

采用某高校生活小区污水为试验原水，试验期间其水质指标分别为：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；浊度：19.4 ～93.8NTU。

1.2 试验工艺及方法(图1)

图1 试验工艺流程图

试验期间通过控制进水量而改变ABR和HCW的HRT及HLR。

本研究分为三个阶段。①温度范围为15 ～25℃，ABR 中的HRT 约为5h（HCW 的HLR 约为1.2m/d）；②温度范围为5 ～15℃，ABR 中的HRT 约为5（hHCW 的HLR 约为1.2m/d）；③温度范围为5 ～15℃，ABR 中的HRT 约为7h（HCW的HLR 约为0.72m/d）。

1.3 试验装置

研究所采用的ABR 反应器结构如图2 所示。该反应器由PVC 板加工而成，有效容积约为0.213m3，第一隔室的下向流与上向流沿水流方向的长度之比为0.14，其它隔室均为0.11，反应器两侧用土覆埋，上部用土栋密封。

图2 ABR 中试装置

HCW 结构如图3 所示：湿地总有效面积为6.84m2，其中潜流湿地面积为4.84m2,垂直流湿地面积为2m2。湿地植物由香蒲、芦苇和美人蕉组成，其种植密度分别为：20 株/m2、18 株/m2、1株/m2。湿地填料底层为20cm厚的卵石（粒径为30～60mm）,依次向上是20cm 厚的砾石（其粒径为20 ～30mm），15cm 厚的陶粒（粒径为5 ～20mm），10cm 厚的砂子（粒径为2 ～6mm）。上层土壤拌有非常细的粉末生石灰。

图3 复合人工湿结构图

1.4 分析指标及方法

2 结果与分析

2.1 对COD的去除效果

试验期间系统对COD 的去除效果如图4 所示。

图4 对COD 去除的变化规律

由图4 可知：在试验阶段Ⅱ的后期，系统对COD 的去除率下降。在试验阶段3，即温度在5 ～15℃范围，HCW 水力负荷由1.2m/d 降为0.72m/d 时，系统对COD 的去除率有所上升。此时，其对COD 的平均去除率为89%，出水浓度均在50mg/L以下，平均浓度为32mg/L。其中，ABR 在此阶段的预处理效果明显提升，其对COD 的平均去除率上升为68%，ABR 出水COD平均浓度为89mg/L。原因主要是进水浓度上升，ABR 反应器中的颗粒污泥增长较快，从而增强了系统对COD 的去除率。

由此说明：在水温为5℃以上时，此组合工艺去除有机污染物的效果较好。

2.3 对NH-N的去除效果

试验期间系统对NH4+-N 去除效果如图5 所示。

图5 对NH-N 去除的去除效果

2.4 对TP的去除效果

试验期间系统对TP 的去除效果如图6 所示。

图6 试验期间对TP 的变化规律

由图6 可知：在10 ～20℃阶段时，系统对TP 的去除效果最好。此时，系统出水TP 浓度平均为0.38mg/L，平均去除率为89%。此阶段对TP 的去除主要是HCW 的作用，HCW 在此阶段对TP 的平均去除率达85%。当水温小于10℃时，系统对TP 的去除率下降。说明当水温低于10℃时，此组合工艺对TP的去除率较低，水温大于10℃时，其对TP 的去除效果较好。