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摘要:以研究小城镇中高浓度污水高效低成本处理技术为目标,开发出一种组合式生物/生态协同处理工艺,建成规模1200m3/d的示范工程,并通过生产性试验考察DO、温度、运行工况对系统处理效能的影响。试验结果表明:在水温为5~30℃,DO为5mg/L,生物段负荷为0.6~0.9kg-COD/(m3·d),运行工况为进水2h—曝气2~4h—沉淀1h—出水1h—闲置0~2h,生态段水力负荷为0.8m/d,运行工况为进水、生态处理、出水1h—排空闲置7h的条件下,系统出水COD、NH3—N、TN、TP分别为32~50mg/L、5.61~7.44mg/L、11.49~13.73mg/L、0.58~0.80mg/L,均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级B标准。
　　关键词:小城镇污水生物/生态协同处理生物膜人工湿地
　　对于有工业废水排入的小城镇中高浓度污水处理,单纯采用生态处理工艺成本低、易管理,但存在出水水质不稳定、低温净化效果差、占地面积大、抗冲击负荷能力差等局限性。单独采取生物处理工艺处理效能稳定,但存在投资运行成本高,运行管理复杂等问题。因此,集成生物、生态处理工艺的优势,研发小城镇污水高效低成本处理技术成为热点。目前,生物/生态协同处理技术主要有水解酸化、生物接触氧化、活性污泥法等生物处理工艺,与以潜流人工湿地为主的生态处理工艺组成,其存在工艺流程长、占地面积大、投资高、运行管理复杂等问题。
　　序批式生物膜反应器具有水质水量调节能力、能实现同步硝化反硝化、运行灵活、抗冲击负荷能力强、管理方便等优势。序批式人工湿地处理技术,通过序批式运行,并设置排空闲置期强化复氧,脱氮效能大幅提高,占地面积减少。因此,将两者集成提出一体化组合式生物/生态协同处理技术,其具有工艺流程短、处理效能高、抗冲击负荷能力强、占地少、运行能耗低等特点。本研究在前期中试研究的基础上,结合重庆垫江澄溪镇建成示范工程开展生产性试验,考察DO、季节温度及运行工况对组合式生物/生态系统处理效能的影响,为小城镇污水处理开辟新途径。
　　国家水体污染控制与治理科技重大专项(。重庆垫江县澄溪镇示范工程规模1200m3/d,采用组合式生物/生态协同处理工艺,主要处理构筑物包括一体化简易预处理池、组合式生物/生态处理池、储泥池等。一体化组合式生物/生态协同处理池主要由生物处理段、生态处理段、消毒段、鼓风机房等部分组成。生物段内设置隔墙,将池体分隔为5格,中心格为鼓风机房,周围4格为生物处理段,采用序批式生物膜工艺,单组尺寸为L×B×H=13m×5.6m×5m,内设组合填料,挂膜密度40%;生物段处理出水排至生态处理段,生态段采用二级序批式人工湿地进行协同处理,围绕生物池设置,湿地基质层由砾石、页岩、钢渣、煤渣构成,并种植水生美人蕉、香蒲、风车草等植物,横截面尺寸均为长3.6m×宽1.35m,垂直流人工湿地处理出水通过池底集水管排入消毒池处理后排放。
　　考察DO对生物段处理效能的影响。在夏季水温为20~30℃、运行工况为进水2h—曝气2h—沉淀1h—出水1h,负荷为0.92kgCOD/(m3·d)的条件下,采用平行对比试验,分别控制DO为3mg/L、4mg/L、5mg/L、6mg/L,测试COD、NH3—N、TN、TP等指标。
　　季节温度及运行工况对组合式生物/生态系统处理效能的影响。在不同季节温度条件下,根据前期中试研究得出的最优工况运行系统(见表1),控制生物处理段DO为5mg/L,冬季、春秋季、夏季运行负荷分别为0.6kgCOD/(m3·d)、0.7kgCOD/(m3·d)、0.9kgCOD/(m3·d),试验期间分别在生物池、生态池的出水口处取样,测定COD、NH3—N、TN、TP等指标。并逐时监测各季节生物段进水—沉淀运行期间的指标。试验中,测试指标均采用《水和废水监测分析方法》(第4版)中的标准方法进行测定。

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