接觸氧化-強(qiáng)化混凝適合于農(nóng)村生活污水處理
記者于近日在全國科技期刊新聞媒體見面會上了解到，同濟(jì)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程研究院副教授潘碌亭的最新研究成果表明，在我國，鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村的生活污水處理能力低、處理方式落后，對環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染。接觸氧化-強(qiáng)化混凝組合工藝能夠有效去除低碳源農(nóng)村分散式生活污水中的有機(jī)污染物，出水化學(xué)需氧量去除率可以達(dá)到70%左右，出水總氮濃度低于5毫克每升，總磷濃度低于0.5毫克每升。
近年來，由于城鄉(xiāng)的快速發(fā)展，農(nóng)村在取得巨大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展同時，對環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染。由于崇明地區(qū)定位為“生態(tài)島嶼”，大力發(fā)展旅游與休閑產(chǎn)業(yè)，使得島上的“農(nóng)家樂”興起，產(chǎn)生的分散式生活污水對崇明島的水質(zhì)造成嚴(yán)重的影響。分散式生活污水包括糞便及其沖洗水、廚房炊事用水、洗浴廢水等所有的廢水。然而，中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村的生活污水處理能力低、處理方式落后,主要手段是修建標(biāo)準(zhǔn)化糞池，現(xiàn)在采用的沼氣化糞池則必須經(jīng)過后續(xù)兼性或好氧濾池處理才能達(dá)到國家綜合污水排放二級標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)研究者開發(fā)多種成套污水處理裝置，如一體化脫氮除磷污水凈化裝置、小型合并處理凈化槽，但是這些裝置用于處理農(nóng)村生活污水時在氮磷去除方面很難同時達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。而目前研究較多的人工濕地技術(shù)及在其基礎(chǔ)上發(fā)展而來的人工復(fù)合生態(tài)床等處理技術(shù)也存在有機(jī)負(fù)荷較低、處理效果受季節(jié)影響較大和日常維護(hù)難的缺點。
針對崇明島農(nóng)村分散式生活污水的特點，結(jié)合農(nóng)村經(jīng)濟(jì)能力，研究者采用短時接觸氧化-強(qiáng)化混凝組合工藝處理低碳源分散式農(nóng)村生活污水，研究該組合工藝對污染物的去除特性及處理效果，并對污染物的去除機(jī)理進(jìn)行分析，為低碳源農(nóng)村或城鎮(zhèn)污水工程應(yīng)用提供技術(shù)支持。
研究用水來自崇明島前衛(wèi)村的生活污水，水質(zhì)情況：化學(xué)需氧量為140～200毫克每升、氨氮濃度18～45毫克每升、總磷濃度3～8毫克每升，pH值在6～8。研究者采用接觸氧化-強(qiáng)化混凝工藝對農(nóng)村污水進(jìn)行脫氮，接觸氧化實驗在中溫（12℃～20℃）環(huán)境下進(jìn)行，溶解氧質(zhì)量濃度控制在4～5毫克每升，進(jìn)水氨氮濃度在20～40毫克每升，碳氮比為3～6；強(qiáng)化混凝階段使用鋁鐵/高錳酸鉀復(fù)配藥劑，總投加量為180毫克每升、沉淀時間25分鐘、絮凝反應(yīng)時間15分鐘和攪拌強(qiáng)度120轉(zhuǎn)每分鐘。分別測定各階段污水處理前后污染物濃度。
結(jié)果表明：有機(jī)污染物的去除主要是通過生物降解和化學(xué)混凝沉淀兩個過程來實現(xiàn)的。接觸氧化主要去除溶解性有機(jī)物，強(qiáng)化混凝利用氧化、混凝、吸附作用去除懸浮性和膠體性有機(jī)物。系統(tǒng)內(nèi)亞硝酸鹽累積量的增加是發(fā)生同步硝化反硝化的重要標(biāo)志；各類磷去除率的高低取決于不同的除磷機(jī)理：溶解性正磷酸鹽主要通過化學(xué)沉淀作用去除，聚磷酸鹽、有機(jī)磷等非正磷酸鹽主要通過吸附機(jī)制去除。
研究人員還采用氣相色譜和質(zhì)譜對以上現(xiàn)象進(jìn)行機(jī)理分析，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村生活污水中的主要污染物有21種，其中烷烴10種，酚、有機(jī)酸、酯、芳烴及雜環(huán)化合物等11種。經(jīng)過接觸氧化處理后污染物種類明顯減少，峰面積也相應(yīng)減小，烷烴類物質(zhì)和芳烴及雜環(huán)類化合物得到很好的降解。生化出水經(jīng)過強(qiáng)化混凝處理后污染物種類進(jìn)一步減少，基本只剩1種主要污染物，該污染物為難降解的雜環(huán)化合物。接觸氧化-強(qiáng)化混凝組合工藝能夠有效去除低碳源農(nóng)村分散式生活污水中的有機(jī)污染物。
以上結(jié)果可能與菌膠團(tuán)自身生命代謝活動及氧化耦合絮凝有關(guān)。生物接觸氧化法通過菌膠團(tuán)自身生命代謝活動：氧化、還原、合成等過程，微生物的生物絮凝、吸附、氧化和生物降解等綜合作用使水中有機(jī)物逐漸有效去除；炷^程中復(fù)配藥劑的氧化性來破壞膠體表面的有機(jī)涂層，降低了顆粒表面負(fù)電荷和雙電層排斥作用，使其穩(wěn)定性降低，從而增強(qiáng)顆粒間碰撞效果，強(qiáng)化混凝過程對有機(jī)物的去除效果。
此次研究表明低碳源農(nóng)村分散式生活污水經(jīng)過接觸氧化-強(qiáng)化混凝處理后，出水可滿足GB18918-2002城鎮(zhèn)污水一級標(biāo)準(zhǔn)。該組合工藝還具有占地面積少、造價低、易于維護(hù)管理等優(yōu)點，比較適合農(nóng)村地區(qū)分散式生活污水的處理，對于新農(nóng)村建設(shè)具有重要意義。
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