低能耗复合膜生物反应器处理畜禽废水的方法(复合式生物膜反应器)

导语：低能耗复合膜生物反应器处理畜禽废水

　　净水厂每天会产生大量的消费废水，包括沉淀池的排泥水和滤池的反冲洗水，约占水厂供水量的3%～10%，目前关于这局部消费废水或直接排放或经过处置后再回用。有研讨标明，这些废水中富集了大量的自然有机物和病原微生物等有害物质，直接回用可能对后续水处置工艺水质带来影响。但同时这些废水中还含有大量脱稳颗粒、聚合胶体及未反响的混凝剂，合理回用消费废水可进步混凝效果。

　　本文经过混凝搅拌小试实验，在不同回流比及混凝剂投加量下，研讨了砂滤池反冲洗废水直接回用对出水水质的影响，调查了滤池反冲洗废水直接回用强化混凝的效果，为水厂的给水工艺改造和本钱管理提供技术参考。

　　1.实验局部

　　1.1 实验条件

　　实验在南方某水厂内停止，该水厂以东江水为原水，其工艺流程见图1。

　　该水厂以砂滤池滤后水为反冲洗用水，反冲洗过程包括气冲、气水混冲和水冲三个阶段。其中滤池反冲洗周期为38h，气冲时间4min，强度为20.5L/(m2・s);气水混冲时间6min，气冲强度为20.5L/(m2・s)，水冲强度为5L/(m2・s);水冲时间4min，水冲强度为5L/(m2・s)，在水冲阶段设外表扫洗，扫洗强度约为1.3～2.6L/(m2・s)。

　　实验在12月停止，水厂所用混凝剂为液体聚氯化铝(PAC)，实验期间PAC的投加量为10～15mg/L。

　　1.2 实验办法

　　取滤池反冲洗过程中气水混冲阶段的废水和原水依照一定比例混合，作为实验原水停止混凝搅拌实验。实验期间水厂原水、滤池反冲洗气水混冲阶段废水的水质见表1。

　　混凝搅拌实验在ZR4-6六联混凝实验搅拌机中停止，模仿水厂实践混凝沉淀参数分5个阶段停止，最后取实验杯上清液检测相关水质指标，混凝实验参数见表2。

　　1.3 检测指标

　　浊度：采用哈希2100N浊度仪停止测定。

　　TOC：指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量，以碳的数量表示水中含有机物的总量，经过TOC仪停止检测。

　　CODMn：采用酸性高锰酸钾滴定法停止测定。

　　铝：采用铬天青S分光光度法停止测定。

　　铁：采用二氮杂菲分光光度法停止测定。

　　锰：采用ThermoScientificXseriesⅡICP-MS停止测定。

　　2.结果与讨论

　　2.1 对浊度的去除效果

　　依照回流比为0、2%、5%、10%将反冲废水与原水混合后分别投加9、15、21mg/LPAC停止混凝搅拌实验，取各混合水样及混凝沉淀后各实验杯中上清液测定其浊度，结果如图2所示。

　　反冲废水的浊度接近700NTU，远远高于原水浊度，缘由是在滤池反冲洗的气水混冲阶段，截留在滤层中的杂质在气、水作用下被大量带出，从而增加了水中浊度。从图2能够看出，随着进水回流比的增加，各进水的浊度也随之增加，但是经过混凝沉淀后，出水浊度均明显降低，且在相同PAC投加量下，随着进水回流比的增加，出水浊度反而不时减小，阐明直接回用反冲废水可以完成强化混凝的效果。

　　有研讨标明，回用消费废水完成强化混凝效果的机理主要在于其化学作用及物理作用，其中化学作用是指由于回用废水中含有大量的金属氢氧化物脱稳胶体颗粒，使废水中的胶体外表所带电荷改动，产生静电吸附及电性中和作用。而物理作用在于增加了原水中的胶体浓度，由混凝动力学可知，这可大大增加颗粒碰撞的几率，使胶体易于凝聚，从而完成强化混凝的作用。

　　实验中针对三种不同PAC投加量的混凝沉淀出水浊度停止了研讨。从进步水质方面思索，若以混凝沉淀出水浊度在1NTU时以为浊度达标，在不回用反冲废水的状况下，需求投加21mg/LPAC才干使出水浊度低于1NTU，大大进步了水厂的运转本钱。而在直接回用滤池反冲废水后，由于浊度的去除效果随着回流比的增大而得到增强，在10%的回流比下，投加9mg/L的PAC曾经能够使出水浊度在1NTU左右，大大减少了混凝剂的投加量，在节约水资源、降低本钱的同时可以进步混凝沉淀后出水浊度的去除率。

　　2.2 对有机物的去除效果

　　依照回流比为0、2%、5%、10%将反冲废水与原水混合后分别投加9、15、21mg/LPAC停止混凝搅拌实验，取各混合水样及混凝沉淀后各实验杯中上清液测定其TOC和CODMn，结果如图3、图4所示。

　　从图3和图4能够看出，与浊度类似，各进水的TOC和CODMn随着进水回流比的增加而逐步增大。在经过混凝沉淀后，各水样的TOC和CODMn均有一定的去除，而在相同PAC投加量下，虽然随着进水回流比的增加，出水的TOC和CODMn有逐步降落的趋向，但浓度根本不变，在增大PAC的投加量后，对TOC和CODMn的去除效果有一定增强。其可能缘由是，回用的反冲废水中有大量的铝盐沉淀物，其强化混凝作用可以有效去除水中的不溶性有机物，但对溶解性有机物的去除效果有限，回用反冲废水后投加的PAC可以更多的用于溶解性有机物的去除，因此对TOC和CODMn的去除有一定的强化作用。

　　2.3 对金属的去除效果

　　依照回流比为0、2%、5%、10%将反冲废水与原水混合后分别投加9、15、21mg/LPAC停止混凝搅拌实验，取各混合水样及混凝沉淀后各实验杯中上清液测定其铝和铁，结果如图5、图6所示。

　　从图5能够看出，在相同PAC投加量下，增大进水中反冲废水的回流比可以进步水中铝的去除效果，但是进步PAC的投加量后，出水中的铝浓度反而有所上升，阐明运用聚氯化铝作为混凝剂在一定水平上增加水中的铝含量。从图6能够看出，回用反冲废水可以降低进水中的铁浓度，但在不同回流比及不同PAC投加量下，出水中的铁浓度根本相同。

　　2.4对微生物的控制效果

　　依照回流比为0、2%、5%、10%将反冲废水与原水混合后分别投加9、15、21mg/LPAC停止混凝搅拌实验，取混凝沉淀后各实验杯中上清液，参加1.5mg/L(以有效氯计)次氯酸钠反响1h，测定消毒前后的细菌总数和总大肠菌群，结果如表3所示。

　　从表3能够看出，反冲废水的回用会招致混凝沉淀出水中的微生物数量上升，且随着回流比的增加，微生物数量的增幅逐步变大，当回流比为10%时，细菌总数最高增加了2倍，总大肠菌群最高增加了8倍，远远高于正常原水水质。

　　模仿水厂清水池消毒过程对混凝沉淀出水投加次氯酸钠停止消毒，结果发现各实验水样中均无检出细菌总数和总大肠菌群，阐明反冲废水回用固然会增加水中的微生物含量，但经过水厂常规的消毒工艺处置后，可以保证出水的生物平安性。同时发现固然降低PAC投加量会影响混凝沉淀对微生物的去除效果，但经过消毒后，依然可以保证水中的微生物被彻底杀灭，因此降低PAC投加量不会对出水生物风险形成影响。

　　3.结论

　　①直接回用滤池反冲废水可以完成强化混凝的效果，在10%的回流比下，投加9mg/LPAC可以使沉淀出水浊度降至1NTU，在进步出水水质的同时大大减少混凝剂的药耗。

　　②回用反冲废水后，其强化混凝作用可以进步对水中不溶性有机物的去除才能，同时使投加的混凝剂更多的作用于不溶性有机物，从而进步了有机物的去除率。

　　③回用反冲废水后可以减少混凝剂的投加量，降低了出水中铝超标的风险，同时不会影响金属铁的去除，且在经过常规消毒处置后能保证出水的生物平安性，有效地进步水厂出水水质，降低运转本钱。

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