侧流技术强化MUCT工艺处理低碳氮比生活污水研究

汪琴琴,肖 杰,熊春梅,王 春,杨长军

(1.西南交通大学地球科学与环境工程学院，成都 610031；2.四川省生态环境科学研究院，成都 610041)

前 言

1 材料与方法

1.1 工艺流程图

侧流技术强化MUCT工艺是将常规MUCT工艺中的厌氧池进行改造，并添加化学混凝池和侧流沉淀池，本次研究工艺流程图如图1所示。

图1 侧 流除磷工艺流程图Fig.1 The flow chart of sidestream treatment proccss

1.2 检测项目及方法

检测项目及方法见表1。

表1 水质分析项目与方法Tab.1 Water quality analysis indexes and methods

1.3 主要仪器及型号

主要仪器及型号见表2。

表2 主要仪器及型号Tab.2 main instruments and models

1.4 试验用水及微量元素

1.4.1 试验用水

本次试验中模拟生活污水的微量元素配置如表3。

表3 试验用水Tab.3 Experimental water (mg/L)

1.4.2 微量元素

本次试验中模拟生活污水的微量元素配置如表4。

表4 微量元素液的组成表

2 实验结果与讨论

2.1 不同侧流比下侧流技术强化MUCT工艺去除污染物效果研究

为了考察不同侧流比下MUCT工艺对低碳氮比模拟城市生活污水中主要污染物的去除效果，按侧流比分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%引出厌氧沉淀池上清液于化学混凝池中，分别投加侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O进行侧流除磷试验。配制模拟低碳氮比生活污水进行运行，运行阶段进水量Q为4.5L/h，总水力停留时间(HRT)为12，其中厌氧段与两缺氧段HRT各为2h，好氧段HRT为6h，污泥龄(SRT)为20d，污泥回流比为100%，硝化液回流比为250%，混合液回流比为150%，保证反应器厌氧段溶解氧在以0.2mg/L下，缺氧段溶解氧0.2～0.5mg/L在之间，好氧段溶解氧浓度在3mg/L以上。各段pH值在7～8之间，温度为20～25℃，污泥浓度为3000～4500mg/L之间。为保证实验稳定性，每天取水样一次，取样部位为为每个反应器的取样口，取样口位于反应器前面居中部位，取样时间在上午9点前后，然后测定COD、TN、、TP等。将每天根据测量出来的氮、磷浓度按照n(Ca2+)/n(P)、n(Mg2+)/(P)分别为2.0∶1和1.8∶1左右进行计算，按照不同侧流比投加加侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O进行侧流除磷试验。

2.1.1 不同侧流比下侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O对COD的去除效果分析(见图2)

试验结果表明，系统运行稳定后，COD去除率在侧流比为10%～60%条件下均比较高，去除效果稳定，系统出水COD浓度均达到了《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》。侧流药剂为Ca(OH)2时，水COD出水浓度在侧流比为40%时最低平均浓度为17.05mg/L，最高平均去除率为87.92%；侧流药剂为MgCl2·6H2O时，出水COD浓度在侧流比为50%时最低平均浓度为20.57mg/L，最高平均去除率为85.59%。与常规MUCT工艺出水COD浓度为22.45 mg/L、去除率平均值为84.92%相比，可得COD去除率分别提高了3%和0.67%。

2.1.2 不同侧流比下侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O对TN的去除效果分析(见图3)

试验结果表明，运行稳定以后，TN去除率随侧流比先升高后降低，侧流药剂为Ca(OH)2时，出水TN浓度在侧流比为50%时最低平均浓度为12.10mg/L，最高平均去除率为64.84%；侧流药剂为MgCl2·6H2O时，出水TN浓度在侧流比为40%时最低平均浓度为12.62mg/L，最高平均去除率为67.10%，均只能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级排放标准的A级标准。与常规MUCT工艺中出水TN浓度20.35 mg/L，去除率平均值40.25%相比，侧流除磷MUCT系统中TN去除率分别提高了24.59%和26.85%。

图4 不同侧流比下侧流药剂Ca(OH)2对的去除效果Fig.4 The removal effect of MgCl2·6H2O and MgCl2·6H2O with different sidestream ratios on

2.1.4 不同侧流比下侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O对TP的去除效果分析(见图5)

试验结果表明，运行稳定后，TP去除率随侧流比先升高后降低，侧流药剂为Ca(OH)2时，出水TP浓度在侧流比为50%时最低平均浓度为0.38mg/L，此时最高平均去除率为89.9%；侧流药剂为MgCl2·6H2O时系统出水TP浓度在侧流比

图5 不同侧流比下侧流药剂Ca(OH)2对TP的去除效果Fig.5 The removal effect of MgCl2·6H2O and MgCl2·6H2O with different sidestream ratios on TP

为40%时最低，平均浓度为0.40mg/L，此时最高平均去除率为89.53%，均只能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级排放标准的A级标准。而与常规MUCT工艺中出水TP浓度1.16mg/L、去除率平均值69.35%相比，侧流除磷MUCT系统中TP去除率分别提高了20.55%和20.18%。

2.2 最佳侧流比下侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O强化MUCT工艺去除实际生活污水中污染物效果分析

2.2.1 最佳侧流比下侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O对实际生活污水中COD的去除效果分析

在侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O的最佳侧流比50和40%条件下，采用实际生活污水进行试验，系统稳定后COD的去除效果如图6所示。

图6 最佳侧流比下侧流药剂两种药剂对实际生活污水中COD的去除效果Fig.6 The removel effect of medicament two medicaments on COD in actual domestic sewage under the optimal sidestrem radio

试验结果表明，两种侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O分别在最佳侧流比50%和40%条件下对COD的去除率都比较好，出水COD平均浓度分别为23.95 mg/L和24.33 mg/L，均能达到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》，平均去除率分别为80.99%和80.94%。

2.2.2 最佳侧流比下侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O对实际生活污水中TN的去除效果分析

在侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O的最佳侧流比50和40%条件下，采用实际生活污水进行试验，系统稳定后TN的去除效果如图7所示。

图7 最佳侧流比下侧流药剂两种药剂对实际生活污水中TN的去除效果Fig.7 The removal effect of two medicaments on TN in actual domestic sewage under the optimal sidestream ratio

试验结果表明，两种侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O分别在最佳侧流比50%和40%条件下对TN的去除率都比较好，出水TN浓度分别为13.78mg/L和13.07mg/L，均只能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级排放标准的A级标准，平均去除率分别为64.16%和66.24%。

图8 最佳侧流比下侧流药剂两种药剂对实际生活污水中的去除效果Fig.8 The removal effect of two medicaments on in actual domestic sewage under the optimal sidestream ratio

2.2.4 最佳侧流比下侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O对实际生活污水中TP的去除效果分析

在侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O的最佳侧流比50和40%条件下，采用实际生活污水进行试验，系统稳定后TP的去除效果如图9所示。

图9 最佳侧流比下侧流药剂两种药剂对实际生活污水中TP的去除效果Fig.9 The removal effect of two medicaments on TP in actual domestic sewage under the optimal sidestream ratio

试验结果表明，两种侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O分别在最佳侧流比50%和40%条件下对TP的去除率都比较好，出水TP平均浓度分别为0.41mg/L和0.421mg/L，均只能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级排放标准的A级标准，平均去除率分别为89.38%和88.86%。

3 结 语

本章研究了不同侧流比下侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O强化MUCT工艺对模拟生活污水系统内污染物的去除效果以及最佳侧流比下侧流药剂Ca(OH)2和MgCl2·6H2O强化MUCT工艺去除实际生活污水中污染物的效果，得出的结论有以下几点：

3.3 综上所述，本次研究发现侧流技术强化MUCT工艺相较于常规MUCT工艺有更好的处理效果，解决了传统工艺中碳源有机物低下时还能达到一个相对比较好的处理效果，对今后碳源有机物低的城市生活污水的处理提供了一个参考方向。