水解酸化/MBR/RO处理校园生活污水的试验研究

时间：2024-06-19

叶建明

(东莞市龙洋环保科技有限公司，广东东莞 523000)

从高校扩招开始，我国进入了一个高校发展的高峰期，学校的生活用水量猛增，这些用水均在一次使用后排放掉，污水排放量较大，并且冲厕、绿化、浇洒路面、洗车等均使用自来水，造成了极大的水资源浪费。高校生活污水主要来自于学生宿舍，相对于一般的城市居民生活污水，其排放量大且污水水质较好，宜于回用，且排放点比较集中。如果将校园生活污水处理后，回用于卫生冲洗、校园绿化等，既减少了污水排放量，又节约了水资源;另外还可以树立学生的节水意识，推动城市中水回用事业的发展，产生较好的社会经济效益和环境效益［1－4］。为此，本文采用水解酸化+MBR+RO组合工艺对东莞理工学院的校园生活污水进行处理，考察该污水处理装置在长期运行时的处理效果以及污水回用的可行性。

1 试验材料与方法

1.1 试验装置

实验装置如图1所示。水解酸化池L×B×H=60 cm ×30 cm ×150 cm，有效容积200 L。MBR池L×B×H=73 cm ×34 cm ×161 cm，有效容积为300 L;采用PVDF中空纤维膜，孔径0.1 μm，有效膜面积6 m2;出水通过蠕动泵抽吸，出水流量设定为2.0 m3/d;反应器内装有液位计，保证反应器内水位恒定;膜组件下方安置曝气头，通过风机曝气。RO膜为陶氏公司生产的BW30。

1.2 校园生活污水

污水来自于东莞理工学院第1提升泵站，水质如表1所示。

表1 研究用水水质

1.3 分析方法

本研究采用的水质分析方法均依照国家环保局编写的《水和废水分析检测方法》进行，试验中主要的分析项目如下:COD:重铬酸钾法;NH+4－N:纳氏试剂比色法;TP:钼酸铵分光光度法;MLSS:重量法。DO:膜电极法;pH值:玻璃电极法;T.D.S:电导仪法。

图1 污水处理装置流程图

1.4 试验方法

将从东莞市区污水处理厂取回的污泥进行培养后，分别加入到水解酸化池和膜生物反应池中，等污泥性状稳定后，开始试验。实验的运行条件为，系统中的DO值控制在1.0～3.0 mg/L左右，HRT为6小时，MBR中MLSS为8 000 mg/L左右。原水经潜水泵进入水解酸化池，进水为间歇进水，依靠反应器中的液位控制计维持反应器内液面恒定，经厌氧水解后再输送到膜生物反应池，在出水蠕动泵的抽吸作用下经中空纤维膜过滤出水。每日反冲洗泵开启工作半小时，清除吸附在膜表面的残留物质。MBR进出水分别由液位仪和继电器控制间歇运行，试验期间不排泥。MBR出水经高压泵送入RO内进一步过滤，监测出水水质变化。

2 试验结果与讨论

2.1 水解酸化池的处理效果

水解酸化池的COD去除效果如图2所示。可以看出水解酸化池对COD的去除率并不高，而且波动较大，平均在30%左右。但此阶段的主要目的是将污水不溶性的有机物水解成溶解性的有机物，将复杂的有机物发酵成简单的有机物，该过程虽然尚未将有机物转化为CO2、H2O等无机物，但提高了有机废水的可生化性［5］，为后续好氧生物处理创造了更好的条件。

图2 水解池对COD的去除效果

2.2 MBR的处理效果

MBR的COD去除效果如图3所示。经过生化降解和PVDF膜过滤后，COD平均浓度在35 mg/L左右。这说明活性污泥对COD的去除起到了主要作用，而膜对系统出水的稳定性起到了主要作用，弥补了生物反应器处理性能的不稳定。COD的去除率保持在75%左右。

MBR对氨氮去除效果如图4所示。整个实验期间，进水氨氮浓度在30 mg/L至48 mg/sL之间波动，平均进水氨氮值为38 mg/L，出水氨氮浓度在12 mg/L至5 mg/L间波动，平均出水氨氮值为7 mg/L，MBR对氨氮的去除率最高达80%，最低为70%，平均去除率为75%左右，且随着时间的延长，氨氮去除效率逐渐增大，后来基本稳定下来［6］。

图3 MBR的COD去除效果

图4 MBR的氨氮去除效果

图5 MBR出水TP去除率

从图5可以看出，磷的去除率大约在85%左右。由于反应器内有机物浓度没有大的增长，合成细胞对磷的需求量减少造成磷的去除率下降［7］;膜的过滤作用，使部分难溶的磷酸盐、磷与钙镁离子生成的沉淀物以及含磷的微生物截留在反应器中从而加强了总磷的去除。反应器内是好氧环境，但絮体之间存在厌氧微环境，使聚磷菌能够对磷酸盐进行吸收和释放也可能是造成磷的去除率波动的原因［8］。但由于含磷的污泥依然存在于生物反应器中，一旦遇到厌氧条件下，聚磷菌就会释放出磷，因此，定期的排泥可能使磷的去除效果更好。