垃圾渗滤液粪便污水与城市污水同步脱氮除碳中试Word文档格式.docx
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缺/厌氧池设有搅拌机。
好氧池尾部设混合液回流管，底部设有微孔曝气器。
末端为沉淀池，长×
宽＝1.5m×
0.8m，有效水深为0.5m，泥斗高为0.68m，有效体积约0.9m3，底部设排泥管和污泥回流管。
图1中试装置
Fig.1Schematicdiagramoftestinstallation
1．进水泵2．空气压缩机3．转子流量计4．污泥回流泵5．混合液回流泵6．电动搅拌机7．微孔曝气器8．在线DO仪9．排泥管10．出水管I．调节池II．缺氧池III．厌氧池IV．好氧1池V．好氧2池VI．沉淀池 1.2试验设计 活性污泥法去除氮和有机物是多种底物和多种微生物相互耦合反应的结果，其过程变化受多种因素影响，单一参数变化而其他参数不变的情况是不存在的[18]免费论文网。
因此，本研究采用正交试验方法，考察多参数共同作用下处理效果，判断影响因素的显著性，确定最优工艺条件。
根据实际运行经验，将水力停留时间、好氧池溶解氧浓度、污泥回流比和混合液回流比4个可控参数选为考察因素，每个因素选择3个代表性水平，如表1。
表1正交试验设计 Tab.1Schemeoforthogonaltest
因素
A：
HRT/h
B：
DO/（mg.L-1）
C：
R/%
D：
r/%
水平
1
11
2.0
60
100
2
9
3.0
80
200
3
7
4.0
300
1.3试验方法 渗滤液、粪便污水和城市污水分别取自广州市兴丰垃圾填埋场、广州市白沙河无害化处理厂和大坦沙污水厂沉砂池出水，在调节池按0.2:
400的体积比[16]混合，水质见表2。
其中，粪便污水COD/TN为14.6，BOD/COD为0.62，碳源丰富，可生化性较好。
与城市污水和渗滤液混合后，混合污水C/N比为5.9，BOD/COD为0.75，较城市污水C/N比（C/N比＝5.4）和B/C比（B/C比＝0.43）分别增加了9.3％和74.4％，较渗滤液C/N比（C/N比＝3.8）和B/C比（B/C比＝0.34）分别增加了55.3％和120.6％，与粪便污水混合处理对于城市污水，特别是南方地区低碳源城市污水生化处理[16]有益，也利于降低渗滤液处理难度。
表2用水水质 Tab.2wastewaterquality
项目
COD
/（mg.L-1）
NH3－N
TN
COD/TN
BOD
/COD
渗滤液
16750
4000
4400
3.8
5650
0.34
粪便污水
17050
932
1168
14.6
10550
0.62
城市污水
125
20
23
5.4
54
0.43
混合污水
146
26.3
29.1
5.9
132
0.75
为保证数据的可靠性，每组试验取数日平行试验均值作为最后结果。
取样频率为2次/d，主要水质分析项目有COD、NH3-N、TN、NO3－-N和NO2－-N等，采用国家标准分析方法测试。
DO和pH分别采用HACHsc100在线溶氧仪和CYBERSCAN510型pH计测定。
2结果与讨论 2.1正交试验结果及统计分析 按照L9（34）安排试验，以NH3-N、TN和COD去除率为水质评价指标，9种试验方案下对污染物的去除效果及直观分析如表3所示。
试验期间水温为27～30℃，泥龄保持20d。
表3正交试验结果及直观分析 Tab.3Orthogonalexperimentalresultsandintuitiveanalysis
试验
编号
A
B
C
D
评价指标
COD
去除率/%
NH3-N
试验
结果
79.8
78.1
53.0
2
80.7
95.2
61.8
3
82.5
95.9
41.4
4
76.6
69.3
36.2
5
76.8
80.9
51.2
6
76.5
81.9
45.4
7
71.2
48.9
49.7
8
73.9
51.1
35.4
9
73.3
58.3
38.6
去除率极差计算
81.000★
75.867
76.733
76.633
76.633
77.133
76.867★
76.133
72.800
77.433★
76.833
77.667★
R
8.200
1.566
0.134
1.534
NH3-N
89.733★
65.433
70.367
72.433
77.367
75.733
74.267
75.333★
52.767
78.700★
75.233★
72.100
36.966
13.267
4.866
3.233
TN
52.067★
46.300
44.600
47.600
44.267
49.467★
45.533
52.300★
41.233
41.800
47.433★
37.667
10.834
7.667
2.833
14.633
注：
★代表最优水平
由表3看出，COD去除率为71.2％～82.5％，平均为76.8％；
NH3-N去除率为48.9％～95.9％，平均为73.3％；
TN去除率为35.4％～61.8％，平均为45.9％。
TN去除率相对偏低，但据文献[19]提供的理论公式计算，TN理论去除率为48.8％～74.5％，高于实际值12.7%～13.4%，说明若严格控制操作条件环境保护论文，TN去除率还有较大提升潜力。
相对而言，氮的去除受工艺条件影响较大，而COD去除则表现较为稳定。
极差可反映各因素对混合污水处理效能影响的主次顺序。
比较极差大小可知：
对于去除COD，A>
B>
D>
C，即主次顺序为水力停留时间>
好氧池溶解氧浓度>
混合液回流比>
污泥回流比；
对于去除NH3-N，A>
C>
D，即主次顺序为水力停留时间>
污泥回流比>
混合液回流比；
对于去除TN，D>
A>
C，即主次顺序为混合液回流比>
水力停留时间>
污泥回流比，其中混合液回流比和水力停留时间的极差分别为14.633和10.834，影响力接近。
方差分析[20]判断各因素影响的显著性，得到表4。
表4方差分析表 Tab.4Anovatable
方差
来源
偏差平方和
自
由
度
F
F临界值/显著性
氨氮
总氮
氨氮
A
2124.63
187.40
101.0
111.96
14.98
27.53
F0.01（2,2）=99.0
/***
F0.1（2,2）=9.0
/*
F0.05（2,2）=
19.0/**
B
290.90
89.06
4.15
15.33
7.12
1.13
C
39.83
12.51
0.03
2.10
1.00
0.01
D
18.98
334.9
3.67
26.77
F0.05（2,2）=
误差
***表示影响显著，**表示影响较大，*表示影响较小
比较表4所列各因素的F和F临界值可知，对于硝化，FA>
F0.01，FB>
F0.1，水力停留时间影响显著，好氧池溶解氧浓度影响较小，污泥回流比和混合液回流比基本无影响；
对于反硝化，FD>
F0.05，FA>
F0.1，混合液回流比影响较大，水力停留时间影响较小，好氧池溶解氧浓度和污泥回流比基本无影响；
对于去除有机物，FA>
F0.05，水力停留时间影响较大，其他因素基本无影响。
由上述分析得到，水力停留时间是唯一对所有指标都有影响的因素，且影响力较大，污泥回流比则基本无影响。
结合表3，当延长水力停留时间，例如由7h（7＃～9＃试验）延长到11h（1＃～3＃试验）时，氨氮去除率由48.9％～58.3％增至78.1％～95.9％，平均增幅为36.9％；
总氮去除率由35.4％～49.7％升至41.4％～61.8％，平均增幅为10.9％；
COD去除率由71.2％～73.9％提高到79.8％～82.5％，平均增幅为8.2％。
各项指标去除率均出现不同程度的增幅，以硝化率最为明显。
这是因为HRT短，硝化、反硝化作用进行得不充分，吸附于基质上的大量氨氮未来得及转化便随出水流出了系统[21]；
HRT长，为硝化反硝化反应提供所需了时间，处理效果可获得首要保障。
从试验结果看，延长水力停留时间是提高混合污水处理效果，特别是硝化效果的最为简捷有效手段。
2.2最佳工况的确定及效果分析 由表3得到各个因素的最优水平组合环境保护论文，如表5所示。
表5不同评价指标的最优水平 Tab.5Evaluationoftheoptimallevelofdifferent
最优水平
HRT/h
COD去除率
4
NH3-N去除率
TN去除率
由表5看到，除HRT外，不同指标其他因素的最优水平有所不同。
对于DO水平，TN为3mg/L，而NH3-N和COD则为4mg/L。
结合表3，当DO由3mg/L升至4mg/L时，NH3-N平均去除率增长了2.97%，而COD平均去除率则提高了0.3％，去除效果相差不大，同时考虑能耗，以及过度曝气导致回流至缺氧池的溶解氧增加而影响反硝化等因素，DO浓度取3mg/L。
对于污泥回流比，NH3-N和TN为100％，而COD为80％。
当污泥回流比由80％增至100％时，COD去除率仅变化了0.03％，因此，污泥回流比统一取100%。
同理，混合液回流比取200%。
综上，确定系统最佳运行参数为：
HRT＝11h、DO＝3mg/L、R＝100%、r＝200%。
保持该条件，在水温为28～34℃，泥龄为20d时运行15d，结果如图2～4所示。
图3最佳工况下TN去除效果
Fig.3RemovaleffectofTNon
opitimaloperationparameters
图2最佳工况下NH3-N去除效果
Fig.2RemovaleffectofNH3-Non
图4最佳工况下COD去除效果
Fig.4RemovaleffectofCODonopitimaloperationparameters
图4最佳工况下COD去除效果
Fig.4RemovaleffectofCODon
在最优工况下，脱氮除碳率相对较高，污染物去除效果良好、稳定。
当进水COD为123~195mg/L时，出水COD最低为16mg/L，最高为30mg/L，去除率为77.8～89.6％，平均为85.0％；
当进水NH3－N为21.9~30.4mg/L时，出水NH3－N为0.5～1.3
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