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本文针对高浓度粪便污水处理过程中产生的大量泡沫严重影响污水处理系统的操作运行和出水水质,以及磷超标等问题。在对国内外有关泡沫控制及磷去除技术进行综述分析的基础上,对高浓度粪便污水处理场泡沫产生的成因和控制途径进行了系统研究。考察了水质、悬浮物胶体、含磷物质及溶解性有机物等对泡沫产生的影响。通过测定泡沫覆盖率、泡沫堆积高度及液体表面张力等起泡程度的定量指标,研究揭示了该废水泡沫产生的成因;通过试验考察了各种泡沫控制药剂及反应器运行工况控制泡沫效能,提出喷洒适量植物油和强化缺氧过程是控制该泡沫经济有效的方法。为了寻求适合该废水的高效除磷技术及工程实施方案,研究对比了该高浓度含磷污水的化学除磷、生物化学协同除磷及生物.化学组合除磷的效能,并对其影响因素进行系统研究,得出了该废水除磷的经济适用技术及其关键控制参数。研究结果用于工程实践取得了良好的效果,研究具有重要的现实意义。研究得出如下主要结论:
①泡沫的成因研究结果表明:高浓度粪便污水好氧处理工艺中产生泡沫的主要物质是溶解性有机物,反应池中的悬浮污泥和胶体状物质等是形成稳定泡沫的重要因素。
②消泡剂种类及投加量消泡效能影响研究结果表明:有机硅消泡剂和植物油均具有较好的消泡效能,投加量越多,消泡效果越好,持续消泡时间越长。有机硅消泡剂较佳投加量为20mg/L,持续消泡时间约为1h。当植物油投加量50mg/L时,其持续消泡时间约为3h。对比分析可知,植物油控制泡沫的持续性较好;并且其投加药剂成本仅为有机硅消泡剂的1/10,经济性好。并且生产性试验表明:向好氧反应池中喷洒植物油,消泡效果好,且对污水生物处理无负面影响。
③反应器运行工况对消泡效能影响研究结果表明:强化生物反应器缺氧过程,利用聚磷菌和反硝化细菌等微生物对污水中溶解性小分子有机物的降解,可使泡沫量减少,能较好地控制稳定泡沫的形成。
④化学除磷研究结果表明:采用石灰作除磷药剂,当投加量为200mg/L时,可使粪便污水中PO<,4><3->-P含量由22.9mg/L降至0.28mg/L,PO<,4><3->-P去除率为98.8%;色度由80倍降至45倍左右,色度去除率约为44%,达到国家综合排放一级标准,且具有较好的经济性。同时生产性试验表明:在化学除磷池中投加石灰溶液,投加量为0.5kg/m<3>,并曝气搅拌2h,然后沉淀2h,使粪便污水中PO<,4><3->含量由24.5mg/L降至0.38mg/L,P04’一P去除率为98.4%,COD去除率为20.2%,色度可降低到45倍,石灰化学除磷的工程上效果良好。
⑤生物.化学组合除磷研究结果表明:在生物除磷反应器中,当粪便污水在入水PO<,4><3->的含量为20.7mg/L和水温为25℃条件下,可使出水PO<,4><3->的降为为6.4mg/L,去除了69.1%的PO<,4><3->-p,在后续的化学除磷反应器中,投加石灰Ca(OH)<,2>在150mg/L时,可使出水的PO<,4><3->-p浓度<0.5mg/L,去除了29.5%的PO<,4><3->-p;投加PAC在500mg/L时,出水的PO<,4><3->-p浓度<0.5>mg/L,去除了29.4%的PO<,4><3->-p;与单纯化学除磷相比化学药剂投加量可减少50%左右。技术和经济比较表明:“生物-化学”组合除磷工艺为该粪便污水除磷最优方案。