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LEVAPOR-MBBR工艺处理RO浓水解决方案

             来源:桂林德态环保科技有限公司 阅读:9142 更新时间:2015-07-21 12:12
1.污水厂废水概况及拟采用技术介绍 1.1项目污水特殊性 该污水处理厂主要来源于普通生活污水、少量工业废水组成的综合废水,达标排放的污水经过超滤、RO处理后回用,产生5000m3/d的RO浓水。浓水COD约150mg/L,TN约为70mg/l,氨氮基本没有,TP约为6mg/L,电导率约为10000us/cm,属于高盐度有机废水。其特点是盐度高,微生物培养困难;TN高,基本上为硝态氮;COD低,可生化性较差;是一种高盐、高氮、低B/C、低C/N的有机废水,严重缺乏碳源。其处理主要目标是除去TN和COD,使其达到国家一级A排放标准要求。  1.2  LEVAPOR- MBBR工艺  LEVAPOR- MBBR工艺是20世纪90年代由德国提出的污水处理系统新工艺,2009年后传入我国,主要用于城镇污水处理厂提标、扩容改造;高浓度、难降解有机废水处理和污水系统深度处理等3大领域。其原理是通过向生物反应池投加一定量的悬浮载体,使活性污泥系统生物量大大提高,而悬浮载体同时还具有活性污泥的高传质混合特征(不同于常规的接触氧化填料),大大提高系统容积负荷率、同时载体上吸附大量硝化菌群,形成特有的硝化生物膜,解决冬季低温氨氮超标问题和活性污泥反应中硝化和脱磷的矛盾; LEVAPOR载体独有的溶解氧梯度,使其具有同步硝化反硝化和短程硝化反硝化能力,节省碳源,实现低碳氮比条件下生物脱氮。 其特点是聚氨酯载体内含有30%的粉末活性炭,使其比表面积高达20000m2/m3以上,因此其生物挂膜快,生物膜量高达120g/m3以上,载体投配量仅为15%。特别可贵的, LEVAPOR载体独特结构和活性炭成分,使其具有溶氧梯度特征,通过MBBR改造使好氧生物反应池轻松获得同步硝化反硝化和短程硝化反硝化能力,能在低碳氮比条件下实现部分生物脱氮,节省大量碳源和运行费用。  2.中试目标 本项目中试目标是:通过中试,明确LEVAPOR载体生物挂膜特征;通过中试,确定LEVAPOR载体在缺氧条件下,对反硝化脱氮和水解效率的影响;了解LEVAPOR-MBBR工艺的生物脱氮能力,特别是好氧池中载体的同步硝化反硝化和短程硝化反硝化能力,以找到在高盐、低碳源的原水条件下,能有效节省碳源的生物脱氮工艺,为本项目工程设计提供依据。   3. 试验方法 中试设备的设计基本按原有工艺停留时间设计,反应池设计为2个,内置搅拌泵和微孔曝气系统,可以进行缺氧反硝化和好氧生物氧化,一个为投加15% LEVAPOR生物膜载体(体积比), 一个为对照池,仅做活性污泥试验。 试验用水采用污水处理厂提供的RO浓水水样,其水质指标为:
水样 COD BOD 氨氮 总氮 电导率 PH
RO浓水原水 194 20 0 129 10334 7
  反应器运行采用A/O方式,在高盐微生物培养和驯化基础上,投入原水先缺氧反硝化处理一段时间,而后,采用好氧处理一段时间,考察不同工艺缺氧反硝化、厌氧水解、好氧生物氧化效果。 4. 污泥整合和培养 基本按污水厂原水电导率指标人工配制污水,碳源用蔗糖,氮源用氯化铵,盐度用海盐配制,利用上述二组反应器,投加3000mg/L污水厂浓缩污泥,加入人工污水,闷曝24小时,按22小时一个运行周期,2小时沉淀,排上清液,逐步增加人工配水盐度,连续运行17天,驯化污泥,使载体二次挂膜。其中初次培养3天,0.5%盐度培养液培养7天,1%盐度培养液培养7天。采用生物促生技术和微生物定向扩增技术进行混合培养,微生物整合完成后,将整合后微生物进行离心脱水,分置于二个缺氧好氧反应器,其中1#反应器投加载体,2#反应器为对照组。  5. 中试调试和运行情况 项目试验调试分两个阶段,6月5日--6月22日为系统污泥驯化和载体挂膜阶段,6月23日—28日为运行试验阶段,直接用污水厂原水进行运行,分别在反应器缺氧和好氧条件下试验。 5.1污泥驯化载体挂膜状况 从6月5日开始污泥驯化和载体挂膜。6月5日-8日,用电导率300us/cm自来水配置人工污水,二组处理均能有效去除COD和氨氮,表明污泥系统能很好地适应人工配水;随后,将原水盐度提高至0.5%,进行污泥整合和驯化,试验开始时,由于污泥和污水尚不适应,至6月10日,由于污泥发生不同程度水解,COD和氨氮经过处理后均有一定上升;随着污泥驯化,系统逐步正常, 6月12日开始,系统开始对COD、氨氮有一定去除,随后,系统对COD、NH3-N、TN去除率稳步提高,至6月15日,1#反应器COD和氨氮去除率分别达到86.8%和87.4%,2#反应器COD和氨氮去除率分别达到75.8%和59.6%,这表明系统微生物已初步适应了0.5%的盐度污水环境。随后,将原水盐度提高至1%,进行污泥整合和驯化,试验开始时,和第一周驯化试验表现出相似的规律,COD和氨氮经过处理后均有一定上升;随着污泥驯化,系统逐步正常,至6月22日,1#反应器COD和氨氮去除率分别达到78%和64.7%,2#反应器COD和氨氮除去率分别达到72%和24.8%,这表明系统微生物已初步适应了1%的盐度污水环境,对COD和氨氮表现出一定的去除效果。   值得注意的是,在系统污泥驯化和挂膜期间,MBBR组对COD、NH3-N去除率始终高于对照组,而且更容易稳定,至6月22日,MBBR组对COD、NH3-N去除率分别为80.5%、64.7%,而对照组除去率分别为72.3%、24.8%,明显低于MBBR组。这表明投加LEVAPOR载体后,系统污泥更容易驯化,系统对COD、NH3-N去除能力明显提高。 5.2 缺氧运行时反硝化脱氮和水解效率 微生物整合完成后,将整合后微生物进行离心脱水,分置于二个缺氧好氧反应器,反应器内设置水泵搅拌系统和微孔曝气系统,其中一个反应器(1#)投放15%(体积比)LEVAPOR载体,另一个(2#)不投放载体。考虑到COD较高时有利于高盐微生物的培养,按TN的6倍投加碳源(葡萄糖),二组反应器进行缺氧处理,比较二个反应器缺氧反硝化脱氮和水解酸化性能。  
水样 1# 2#
TN (mg/L) COD (mg/L) BOD (mg/L) B/C (%) TN (mg/L) COD (mg/L) BOD (mg/L) B/C (%)
运行前 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
        试验表明,经过6h缺氧处理后,加载体和未加载体处理组TN由129mg/l分别降至33.2mg/L和98.1mg/L,继续缺氧至12h,TN分别降至13.6mg/L 和72mg/L,TN 12h去除率分别为89.5%和44.2%,投加LEVAPOR载体后反应器对TN去除能力提高了2倍,经过12h处理后反应器污水TN已达到一级A标准。为了验证二组反应器对原水可生化性提高的处理效果,分别测试二组反应器12h前后COD、BOD变化,原水投加一定量葡萄糖后,使其COD和BOD分别为970mg/L和796mg/L, 经过缺氧12h处理后,加载体和未加载体处理组的COD和BOD分别为642mg/L、523mg/L和811mg/L、645mg/L,B/C分别为81.5%和79.7%;考虑到脱氮过程消耗的BOD,以原水COD和BOD计算,在处理前COD和BOD分别为194mg/L和20mg/L,其B/C为10.3%;运行后加载体和未加载体处理组的BOD分别为57mg/L和12mg/L,按原水COD 194mg/L计算,其B/C分别为29.4%和6.2%,显示缺氧反硝化过程中,通过水解、酸化反应,明显提高了原水可生化性,投加载体对水解酸化过程有明显的增效作用,其B/C是未投加载体组的4.7倍。 5.3 好氧运行时对污染物除去效率 本项目中试在缺氧处理12h基础上,曝气8h,测试二个反应器COD,继续曝气4h,测试二个反应器COD和TN。  
水样 1# 2#
TN (mg/L) COD (mg/L) TN (mg/L) COD (mg/L)
运行前 13.6 642 72 811
8h   63.4   182.1
4h 6.4 41.2 69.8 98.7
  反应前,加LEVAPOR载体和未加载体处理组的COD分别为642mg/L和811mg/L,反应8h,加载体和未加载体处理组COD分别降至63.4mg/L和182.1mg/L,继续曝气至4h,COD分别降至41.2mg/L和98.7mg/L,去除率分别为93.6%和87.8%,前者出水指标已达到一级A标准,去除率明显高于未投加载体组,考察二组对TN去除效果,经过12h好氧运行,加LEVAPOR载体组TN降至6.4mg/L,去除率可达52.9%,好氧LEVAPOR-MBBR系统发生了同步硝化反硝化和短程硝化反硝化,而对照组基本上没有TN除去能力。 本项目中试试验结果表明,通过LEVAPOR-MBBR对缺氧和好氧反应器改造,结合高盐微生物整合、定向扩增和驯化等技术,能大大提高高盐浓水TN处理效率,实现TN达标排放。同时提高了原水可生化性,通过好氧处理,实现COD达标排放。  6. 总结 LEVAPOR MBBR工艺通过提高生物量、特别是硝化菌群,提高系统生化处理效率,特别是低温条件下硝化效率,大大提高氨氮除去率;通过载体特有的溶解氧梯度,实现同步硝化反硝化和短程硝化反硝化,节省碳源,实现低碳氮比条件下生物脱氮,使系统获得一定脱氮能力;中试运行过程中,LEVAPOR载体在投配比15%的情况下, 使系统的生物氧化、硝化、生物脱氮能力大大提高。

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