OCO 工藝對鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水的處理

沈 宏

(山西省世界遺產(chǎn)和風景名勝區(qū)監(jiān)管中心，山西太原 030013)

1 試驗裝置及其運行

研究里面使用的進行試驗的相關(guān)裝置是由自己進行設(shè)計的具有一體化性質(zhì)的“OCO污水處理裝置”(見圖1)。根據(jù)相關(guān)介紹顯示，位于丹麥的一些污水處理廠在對OCO這種工藝進行使用之后，位于反應(yīng)器里面的污水水力有7.5 h～12.5 h的時間處于停留狀態(tài)，其在停留的相關(guān)時間上的分布比例是1(厭氧)∶2.3(缺氧)∶3(好氧)，再加上對可操作性的考慮，可以得出反應(yīng)區(qū)中總共停留的10 h里，有1.6 h在厭氧區(qū)中、3.65 h在缺氧區(qū)中、4.75 h在好氧區(qū)中;停留在二次沉淀池中的時間是1 h，80 L/h～100 L/h是污水的流量值。

圖1 反應(yīng)器剖面

以上述工藝參數(shù)作為依據(jù)，用D來表示生物反應(yīng)器中的直徑，用H來表示生物反應(yīng)器中的有效高度，取其比是1/3，因而得出1 440 mm是直徑長度(厭氧區(qū)為600 mm，缺氧區(qū)寬度為230 mm)，以將相關(guān)材料進行合理的利用為目的，在反應(yīng)器的相關(guān)設(shè)定上:高度是600 mm，500 mm是有效高度。

一切準備就緒后，第一步是將化纖填料放進厭氧所在區(qū)間，然后放塘泥(篩濾之后)，尋找適當?shù)臅r間將按高濃度比例進行合成的污水(即可溶性淀粉、蛋白胨和白糖等材料所配制出的營養(yǎng)液體)加入其中，為細菌的繁殖提供條件(污水的配方比例見表1)。

表1 合成污水配方

缺氧、好氧、缺好混合的三種區(qū)間內(nèi)，潛水泵會讓混合著合成污水的塘泥以圓周為軌跡不斷運動，利用氣泵于好氧區(qū)間不斷進行曝氣作業(yè)。細菌的繁殖會在培養(yǎng)了3 d～4 d之后變得大量，導(dǎo)致二次沉淀池中的具有活性的污泥出現(xiàn)明顯下沉，位于上層的水漸漸清澈。在此之后以連續(xù)的方式加入合成的污水，以此來替代以間歇性方式加入的營養(yǎng)液，污水流量由20 L/h開始逐天加大，約經(jīng)6 d，污水流量達到設(shè)計流量。此間應(yīng)對各個反應(yīng)池和各個區(qū)內(nèi)的pH值以及氧的溶解量進行密切的關(guān)注，做到及時調(diào)整，保障細菌的良好生長。

2 主要水質(zhì)指標分析檢測方法

COD:重鉻酸鉀氧化法;BOD:稀釋接種法;氨氮:氨氣敏電極法;硝酸鹽氮:硝酸根電極法;總氮:過硫酸鉀氧化—硝酸根電極法;溶解性正磷酸鹽:鉬銻抗分光光度法;總磷:過硫酸鉀氧化—鉬銻抗分光光度法;DO:9010溶解氧測量儀;SS:濾膜法。

3 試驗研究

3.1 BOD 的去除

厭氧菌會于厭氧環(huán)境中降解BOD，然而于好氧的環(huán)境中，不管使用具有活性的污泥的方法或者是使用生物膜的方法，BOD的降解都要對好氧、兼容性微生物群體之間的凝聚作用和吸附作用以及進行氧化分解的方式進行依賴。

試驗研究中，按照設(shè)計的工藝參數(shù)，采用表1中的合成污水于裝置中運行。圖2為2011年8月裝置進水的COD，BOD及出水的COD。圖3為COD去除率隨時間的變化情況。

圖2 進、出水COD和進水BOD

圖3 COD的去除率

圖2中能夠得出COD，BOD在執(zhí)行進水的時候會有比較大的變動范疇，只是COD，BOD在執(zhí)行進水時的比值為0.75，這一點相當明顯且生化性非常的優(yōu)秀。除此之外還能知道，COD在執(zhí)行進水操作的時候較低，去除率也較低，然而相關(guān)文獻中對一級標準所給出的規(guī)定是60 mg/L，可執(zhí)行出水操作時的COD，BOD都要遠低于這個數(shù)值。

以了解BOD(反應(yīng)器中的各個區(qū)域內(nèi))的去除效果為目的，對各個區(qū)域內(nèi)執(zhí)行出水操作時的COD進行了測定，其結(jié)果見圖4。由圖4能夠得出，首先是盡管水力的停留總時間中有21%在厭氧區(qū)域中，可總的去除率中僅是COD就占據(jù)了一大半，可知有機物在降解上的成效在厭氧區(qū)里面十分明顯。再者是一段時間內(nèi)(2011.8.6起)，缺氧和好氧區(qū)域中的污水于混合區(qū)域中所進行的混合程度非常均勻。最后是雖然COD在原水中出現(xiàn)的變動情況十分大，可一旦進入缺氧和好氧的區(qū)域之內(nèi)，不管是COD本身還是它在變動上的程度都會變得十分小，因此可以得知OCO在應(yīng)對沖擊力上有著十分強的耐受能力。

圖4 各功能區(qū)出水COD

3.2 生物脫氮

在這項實驗里面，存在于進水里的尿素還有蛋白胨里面都具有一定的有機氮含量，它在氮化上完成主要是在厭氧區(qū)域中進行。污水由厭氧區(qū)域到達缺氧區(qū)域的時候會往缺氧區(qū)域中帶入氮元素，經(jīng)過不斷的混合之后便進入到好氧所在的區(qū)域，最后被硝化菌硝化，在這個過程中所產(chǎn)生出的NO－3和NO－2不停到達缺氧區(qū)域后就會被反硝化變成了N3，最后被逸出污水。

試驗里針對原水以及厭氧中所執(zhí)行的出水操作、反應(yīng)器中氨氮的出水情況展開了相關(guān)檢測，以對氨氮在去除上的相關(guān)情況進行了解，結(jié)果如圖5 所示(2011.8.1 ～2011.8.20)。可以看出，原水中的氨氮要少于厭氧進行出水時的氨氮，原因是一定量的有機氮在通過厭氧區(qū)域的時候被水解氨化了。再者是原水里面的有機氮并沒有完全的在厭氧區(qū)域中氨化，要是將氮在蛋白胨里的含量也進行考慮，那么厭氧進行出水時候的氨氮應(yīng)該高于所檢測到的數(shù)值。但是不管氨氮在原水、厭氧進行出水時候所出現(xiàn)的變化有多大，其在反應(yīng)器進行出水時候的數(shù)值還是比1 mg/L要小，這就說明了該項工藝在硝化方面的效果十分理想，關(guān)于這個指標可以和文獻［4］中所提及的15 mg/L的指標相比。

圖5 進、出反應(yīng)器污水的氨氮

針對原水中的氮的重量和進行出水操作時硝酸根氮以及總氮上的含量開展檢測工作，以對硝酸根氮以及總氮還有其去除的相關(guān)情況進行了解，如圖6所示。由此得出，出水時候硝酸根氮在變化上的相關(guān)趨勢與進行出水時候的總氮在變化上的趨勢完全一致，氨氮和亞硝酸氮還有有機氮在出水里面的含量是總氮、硝酸根氮之間的差值。污泥的濃度會隨著時間而變大，其中反硝化菌也會增加，只是反硝化的效果逐漸增加變強。此外還能得出脫氮率比60%要高，大于80%的穩(wěn)定率是一般情況。據(jù)相關(guān)文獻表示，因為好氧區(qū)域中出來的循環(huán)液里會有溶解氧的存在，所以缺氧這種狀態(tài)很難在缺氧區(qū)域內(nèi)維持著理想的情況，從而對反硝化造成了一定影響，致使脫氮率一般情況下難以到達90%的狀態(tài)。

圖6 進、出水總氮，出水硝氮及總氮去除率

3.3 磷的去除

圖7為2011年7月25日～8月15日進、出水磷濃度及相應(yīng)的磷的去除率。從圖7可知，盡管進水含磷濃度有一定的變化，但出水含磷均小于1 mg/L，除磷率穩(wěn)定在90%以上。可見采用生物和化學(xué)方法聯(lián)合除磷的效果是相當理想的。

圖7 進、出水含磷量及總磷的去除率

4 結(jié)語

經(jīng)由上述試驗，能夠得出下面幾項結(jié)論:

1)站在設(shè)備相關(guān)結(jié)構(gòu)的角度，具備一體化性質(zhì)的工藝不僅在裝置上擁有緊湊的結(jié)構(gòu)，使用起來也不會占用太多土地面積且費用較低;站在工藝相關(guān)流程的角度，省去了對污泥進行回流的相關(guān)系統(tǒng)以及在厭氧區(qū)域內(nèi)的攪拌步驟，省去了投入在設(shè)備上的一些費用。2)該項工藝對生物膜以及活性污泥兩種方法的優(yōu)點進行了較為充分的利用，有機地將兩者進行了結(jié)合，去除率穩(wěn)定，出水的質(zhì)量優(yōu)良，與國家相關(guān)一級標準相符合。3)盡管本項工藝使用的是生物、化學(xué)相結(jié)合的方法除磷，在化學(xué)相關(guān)藥劑上有所消耗，可是同購置相關(guān)設(shè)備和投在設(shè)備維護上的費用比較起來，仍然是相當經(jīng)濟的。

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