城鎮生活污水深度處理工藝的探討

朱建軍

文章編號：2095-6835（2016）13-0102-02

摘 要：落實城鎮生活污水的深度處理具有深遠的社會意義，會產生良好的經濟效益和環境效益。通過試驗研究，介紹了一種去除氨氮和CODMn的，具有投資低廉、運行費用低、易于管理、處理過程穩定可靠等優點的工藝，并對其去除效果進行了歸納總結。為此，工藝的推廣應用提供參考。

關鍵詞：城鎮污水；污水處理；環境惡化；試驗裝置

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.102

隨著我國經濟的不斷發展，城鎮生活污水排放數量增大且呈增長趨勢，污水的成分也日趨復雜，大量富含氨氮離子、CODMn等的生活污水直接排放，導致水體環境惡化，造成越來越嚴重的環境污染問題，城市用水供需矛盾不斷加劇。對此，將城鎮污水進行處理回用是解決城市用水供需矛盾這一問題的有效途徑。在這種情況之下，迫切需要一種經濟、高效、技術可靠的城鎮污水深度處理工藝和技術，以實現城鎮污水的處理回用。為了探索一種經濟、高效的污水深度處理工藝，文章結合筆者實踐經驗，進行了濾池內放置生物沸石、生物活性炭和沸石兩種不同填料對氨氮、CODMn的去除效果的比較試驗，研究了不同填料處理污水的運行性能，以落實城鎮生活污水的深度處理，緩解城鎮水資源供需矛盾。

1 試驗部分

1.1 試驗概況

曝氣生物濾池以其池容小，占地面積少，出水水質好，流程簡單等優點成為一種應用潛力很大的污水深度處理工藝。而對此工藝影響較大的為其內部填料。所以，本文將對濾池中加入不同填料對氨氮、CODMn去除效果加以比較。

1.2 試驗裝置

本試驗裝置為兩套：①兩個串聯沸石柱；②沸石活性炭組合柱。沸石柱和組合柱均采用高3 m，直徑為100 mm的有機玻璃柱，串聯沸石柱內沸石高度為1.5 m，底部0.5 m為鵝卵石承托層；組合柱上部為800 mm活性炭層，中部為1 m沸石層，下部為0.5 m鵝卵石承托層。均為上部進水下部出水，曝氣方式為柱內分段曝氣，柱上每隔200 mm設一取樣口。

1.3 試驗水質

試驗用水取自某高校校區內檢查井，水質情況見表1.

表1 試驗用水水質

ρ（CODMn）/（mg/L） ρ（NH3-N）/（mg/L） pH

21.8～2.7 13.78～0.68 6.5～8.1

2 試驗結果與分析

2.1 生物沸石去除效果

沸石為架狀結構的硅鋁酸鹽，最基本構成單元是硅氧四面體和鋁氧四面體。由于沸石的這種特殊的結構形式，在其骨架中形成了大量的孔穴和通道，可吸附大量分子。沸石的比表面積大，一般為400～800 m2/g，因而決定了其有良好的吸附性能。離子交換性能是沸石的另一個重要性能。沸石的離子交換一般在水溶液中進行。另外，沸石作為極性吸附劑，也是一種理想的生物載體。

串聯沸石柱對CODMn的去除效果如圖1所示。

由圖1可以看出，隨著進水COD濃度的增加，出水COD濃度也隨之增加，整體變化趨勢與進水趨勢一致。串聯沸石柱對NH3-N的去除效果如圖2所示。

由圖2看出，隨著進水氨氮濃度升高，其吸附能力加強，但當氨氮濃度降低時，且運行一段時間后，其出水氨氮濃度趨于穩定，需進行反沖或對沸石再生。

2.2 活性炭-沸石組合去除效果

生物活性炭是利用生物技術中的微生物能分解氧化某些物質，從而與活性炭吸附技術相結合。其作用機理為：在被處理水通過活性炭床層之前，輸入充足的溶解氧，由于微生物在炭粒上具有良好的生長條件，在水通過炭床層時，充分利用活性炭的吸附性能，并利用炭床中大量生長的好氧微生物對有機物進行降解，在處理污水的同時對活性炭進行再生。

組合柱對CODMn的去除效果如圖3所示。

組合柱對NH3-N的去除效果如圖4所示。

由圖4可以看出，當組合柱進水氨氮濃度增大時，其出水濃度也增大；當進水濃度下降時，出水濃度仍有一個階段是有所上升的。活性炭是通過生物硝化作用去除氨氮的，當進水濃度有較大變化時，出水濃度無法作出相應的變化。

2.3 對CODMn去除效果的比較

除CODMn效果比較情況如圖5所示，從中可以看出，由于沸石對極性有機物具有較強的能力，而活性炭對非極性有機物吸附能力較強。所以，活性炭-沸石組合去除COD的效率整體較沸石高。這是由于活性炭的吸附催化作用提高了微生物的活性，增進了微生物的代謝活動，從而延長了活性炭的工作周期，并改善了活性炭的吸附條件。微生物降解活性炭吸附的有機物，是去污的過程，同時也是活性炭生物再生的過程。

2.4 對NH3-N去除效果的比較

由圖6、圖2和圖4比較可以看出，活性炭沸石組合柱的氨氮進水濃度比沸石柱的高，但其出水濃度卻比沸石柱的低，說明生物活性炭對低濃度氨氮有較好的去除效果。由圖6看出，當氨氮濃度較低時，沸石對氨氮的去除率出現負值。因為沸石主要是通過離子交換作用去除氨氮，但運行一段時間后其吸附能力趨于飽和，對氨氮的去除率相應降低，當進水濃度較低時會出現出水濃度高于進水濃度的現象。這說明利用沸石處理低

濃度氨氮的效果不如活性炭沸石組合。

3 結束語

綜上所述，進行城市污水深度處理工藝的研究具有必要性，在進行城市生活污水深度處理工藝選擇時，除了要考慮工藝的處理效果外，還應考慮工藝的經濟效益。實驗表明，生物活性炭可提高原水的可生化性，微生物的降解能力，經濟可靠；沸石對于進水中生物負荷的變化有良好的抗沖擊能力，而生物活性炭的緩沖能力較弱。綜合考慮各個指標的去除效果，認為采用活性炭和沸石組合工藝來對城鎮污水進行深度處理是可行的，不僅操作便捷，而且處理效果明顯、運行費用還比較低，具有較好的環境效益和社會效益，是一種值得推廣的城鎮生活污水深度處理工藝。

參考文獻

[1]李曼.超濾深度處理城市污水的試驗研究[D].邯鄲：河北工程大學，2008.

[2]郝新元，姚曉華，蘇桂林.城市生活污水深度處理及回用技術研究[J].工業，2015（41）.

〔編輯：胡雪飛〕