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的绝对误差较大 , 但是从总的实验过程中可以看出, 仿真模型还是很好地模拟了膜过滤过程 。 5 结论 建立了基于 ASM3 模型的膜生物反应器数学模 型,仿真系统由生物处理部分和膜过滤物理处理部分 构成 。通过13 个组分和流量将 3个不同机理的模型 联通起来 。通过仿真模型的验证实验, 实验平均误差 说明仿真模型很好的模拟了膜过滤过程 。 MBR系统对一般废水的处理效率较高 , 水力停 留时间为9 h和15 h的情况下, 两系统对 CODCr去除率 都相差不大。说明在实验选择的水力停留时间范围 内,水力停留时间对 CODCr的去除效果的影响并不明 显。计算机仿真结果表明 ,模拟结果能较好的反映出 水水质的变化趋势。 参考文献 [ 1] S. Adham, et al. Feasibility of the membrane bioreactors for water reclamation. Wat . Sci . Tech. ,2001, 43 10 203 -209. [ 2] Gumher gehlert, Jobst hapke . Rigorous approach to modeling of a continuous aerobic membrane bioreactor. Eng . life. Sci. , 3 2003 7. [ 3] S. Geissler, T . Wintgens, T . Melin, K . Vossenkaul, C. Kullmann. Modelling approaches for filtration processes with novel submerged capillary modules in membrane bioreactors for wastewater treatment. Desalination, 2005, 178 125 -134. [ 4] T. Wintgens, J. Rosen,T . Melin, C. Brepols,K . Drensla, N . Engelhardt. Modelling of a membrane bioreactor system for mumicipal wastewater treatment. J Membrane Sci . ,2003, 216 55 -65. 通讯联系人 李 浩 332000 江西省九江市浔阳东路 133 号 环境 科学研究所 2006- 08-02 收稿 离散型住宅小区污水深度处理与中水 回用系统的优化设计 ＊ 杨 群 章北平 杨高华 王 翠 华中科技大学环境科学与工程学院, 湖北武汉 430074 摘要 以武汉市东西湖区园艺花城小区 三期 污水深度处理和中水回用系统建设为例, 介绍具有较强实用性的生活 污水生化 物化 生态组合处理工艺。 该项工艺及其配套设备特别适用于含氮量偏高情况下的离散型住宅小区生活污 水深度处理与回用, 具有处理效果稳定、能耗低、占地省、易与周边环境协调等诸多优势。 关键词 离散型住宅小区 污水深度处理 中水回用 A -A -O 型膜生物反应器 ＊武汉市“十五”科技攻关专项计划项目 20046004069-05 0 引言 近年来 ,已有研究结果表明, 在住宅小区人口数 达一定规模时, 对离散型小区生活污水予以集中处理 和回用比将污水远距离排入市政管网, 经城市污水处 理厂处理后再予回用更为经济 [ 1] 。 在进行离散型住宅小区生活污水处理与回用工 艺选择和处理装置设计时 ,必须针对小区用水排水的 具体情况 ,结合特定的水质水量条件寻找最优工艺和 最佳设计方案, 为此 , 以武汉市东西湖区园艺花城小 区 三期 污水处理和中水回用系统为例 ,介绍一种在 含氮量偏高情况下处理小区生活污水, 使小区实现污 水零排放的实用工艺技术 。 1 小区生活污水的水质及污水处理与回用系统规模 1. 1 小区生活污水的水质特征 目前东西湖区排水管网系统和城区污水处理厂 尚处于建设和完善之中 。园艺花城小区地处东西湖 区中心 。小区建设分 3 期完成。在三期工程建设的 同时, 以生活污水为来源 ,在园艺花城小区内部进行 生活污水深度处理与中水回用系统的配套建设。 表 1 园艺花城小区二期住宅化粪池出水水质情况mg L SS BOD5CODCrNH3-N TNTP 约 80160～ 270280～ 42042～ 5968～ 1022. 3 表1 为含有冲厕污水的生活污水水质检测结果, 24 环 境 工 程 2007年 6 月第25 卷第3 期 检测水样来自园艺花城小区二期住宅化粪池 。 水质检测结果表明, 该出水为低浓度含氮有机废 水,且与城市污水相比,TN 含量偏高 ,CODCr N 较低。 一般情况下, 采用传统 A 2O 工艺进行城市污水等低 浓度含氮有机废水的处理 ,若要同时达到去除氮磷目 的,污水中 CODCr TKN 在 8以上可获得较为理想的处 理效果 [ 2] 。从水质检测结果来看 ,采用传统生物工艺 处理住宅化粪池出水 ,对营养元素的去除力将非常有 限。从水质特点来看 ,N 的去除是污水处理的难点和 关键 。由于部分处理水将作为中水在小区内部循环 使用, 营养元素的累积尤其是 N 元素的积累将成为 小区污水无污染排放的限制性因素 。 1. 2 污水处理与回用系统规模的确定 园艺花城住宅小区给排水系统的水量平衡计算 为 给水量 230 m 3 d; 排水量 184 m3 d 按给水量的 80进行估算 ; 中水量 64 m 3 d 为三期住宅区景观、 绿化、浇洒小区道路 、4 栋多层住宅楼冲厕用水量及 未预见水量之和 , 中水回用率为 34. 8, 外排水量 120 m 3 d。 2 生活排水深度处理与中水回用工艺流程 图 1 为园艺花城小区 三期 生活排水深度处理 与中水回用系统工艺流程 。 图 1 园艺花城小区生活排水深度处理与中水回用工艺流程 化粪池来水经水量、水质调节后由污水提升泵送 入Anoxic 缺氧 - Anaerobic 厌氧 - Oxic 好氧 型分体 式膜生物反应器。A- A-O 型膜生物反应器由生化处 理单元和膜处理单元两部分组成 ,内部共分为 5 格。 待回用的中水经生化处理单元和膜处理单元的全程 处理后送入中水池进行消毒并贮存起来 ,由中水泵压 送至中水供水管网 。多余的排水从生化处理单元流 至生态草坪进行后续深度处理后再排入小区外围的 市政排水管网。反应器的剩余污泥排入浓缩池 与调 节池合建 ,定期外运至郊区, 经干化处理后作农肥 。 该工艺流程的主要技术特征是 1 采用分体式膜生物反应器作为中水处理的核 心设备 ,综合发挥生物处理技术与膜技术的优势, 既 可以通过有效截留活性污泥和提高污泥浓度来提高 生物处理单元的工作能力, 减小设备容积 ,提高有机 物降解和脱氮效率, 又可在不同季节气温变化情况下 维持系统中水处理系统出水水质的稳定 。可有效减 轻膜污染, 延长膜的使用寿命 。 2 将传统A 2O 工艺的前 2个处理单元在污水经 过流程上进行倒置 , 形成缺氧-厌氧-好氧工艺流程, 将生物脱氮的缺氧反硝化过程置于处理系统最前端, 使曝气池回流液与进水直接混合以补充有机碳源 ,进 而提高脱氮过程的效率。 3 采用无能耗的生态法 生态草坪 进行污水深 度处理,强化去除生物处理系统出水中的营养元素, 确保小区排水实现无污染排放 。 3 工艺系统及配套设备的优化设计 3. 1 小区排水管网系统规划方案的进一步完善 在原有排水管网系统规划的基础上 ,在小区以东 地势较低处增设 DN400 的集流干管, 将化粪池排水 截留并送入位于小区东北角的调节池 。保留原有的 2 个小区总排水口, 作为小区的雨水排放出口和处理 系统出水排放口 。 3. 2 浓缩-调节池的设计 为方便实现污水、污泥重力集流 , 调节池和污泥 浓缩池均设于小区东北角地势最低处 。为降低建设 费用 ,考虑将两者合建。利用已掌握的数据绘制住宅 排水量变化曲线并进行分析, 确定调节池的设计有效 容积为60 m 3 ,出水用潜污泵送至后续污水处理系统 。 浓缩池有效容积为10 m 3 ,可存放3个月的剩余污泥,定 期用车将沉积在池底的污泥送至附近郊区农村, 经干 化后作农肥 。浓缩池排出的少量上清液溢流至调节 池,与待处理的化粪池来水混合后进入后续处理设施 。 3. 3 A- A- O 型膜生物反应器的设计 为方便加工制作, 膜生物反应器设计成矩形, 外 形尺寸为7. 67 m 3. 40 m 4. 30 m ,内部分为 5格 ,分 别为缺氧室 、 厌氧室、曝气室、沉淀室和膜室 ,污水流 经各生化反应室的停留时间分别为 1. 5、1. 5、4. 5、 1. 0 h 。 为节省能耗和降低噪音, 缺氧室和厌氧室内的 混和液均利用污水回流产生的水力紊动作用进行搅 拌以保证污泥与污水的充分接触。曝气室内采用射 流曝气充氧方式以提高污染物 、 DO 与活性污泥絮体 之间的传质效率, 设计气水比为10∶ 1。 采用射流曝气 还可避免传统的膜片式曝气设备经常发生的堵塞问 题。曝气室设有回流泵 2台 ,将泥水混合液由曝气室 送至缺氧室 ,回流比可根据水质水量变化情况通过控 制回流泵开启数量在 100～ 300之间进行调节。 25 环 境 工 程 2007年 6 月第25 卷第3 期 在曝气室一角设有0. 8 m深的排泥斗, 定期开启排泥 阀将剩余污泥送往浓缩池 。沉淀室的水力停留时间 为常规设计的 1 2 ,用于曝气室泥水的部分分离 ,如此 可有效削减后续膜滤系统的处理负荷, 延长膜组件的 有效工作周期。膜滤单元采用低压帘式无机微滤膜 组件 , 设计膜通量为 0. 012 m 3 m2d 操作压力为 20 kPa ,膜滤单元采用静压方式出水, 正常运行时能 耗很低。膜组件下部设有气冲管, 用于膜组件的定期 冲洗。膜室出水由抽吸泵送入中水池。为防止污水 处理过程中产生的异味气体给小区居民生活带来不 良影响,反应器设计成封闭式, 顶部设置 DN100 排气 管,将异味气体送至小区下水管道 。 经过试验证实 对于生活污水等含氮量偏高的低 浓度有机废水,A- A- O 型膜生物反应器与传统的 A 2O 型污水处理系统相比有更优、更稳定的有机物去除效 果和脱氮效果。表 2 为小试装置进行小区排水 A-A- O 生物单元处理的试验结果。 表 2 A -A -O 型小试装置处理小区排水的试验结果mg L 项目SS BOD5CODCrNH3-N TN 进水761923465879 出水≤1015224. 619 去除率 ≥8784879276 注 试验 条件为 水温 18 ～ 24 ℃; MLSS6 000 mg L; DO 3 mg L。表中数据为多次试验平均值。 3. 4 生态草坪的设计 除部分中水予以回用外,还有约120 m 3 d的生物处 理单元出水经收集后借助重力流至反应器周围的生态 草坪 人工湿地 系统, 利用植物摄污作用对水中残余 有机污染物和N、 P 等残余营养元素进行处理。生态草 坪总面积为100 m 2 ,外形为园缺形, 共 4组 参见图 2 , 处理负荷为1. 2 m 3 m2 d 。 布水干管和集水管采用环 形布置方式 。生态草坪出水排至小区总排水管。 图 2 膜生物反应器、中水池和生态草坪的平面布置 3. 5 中水贮水消毒池与控制室 根据中水供应规模和用水量变化情况确定中水 池总有效容积为40 m 3 ,为节省占地面积 ,与控制室共 壁合建, 平面尺寸为7. 67 m 4. 40 m , 为矩形半地下 式, 地面以上高度为0. 5 m , 水池部分有效深度为 2. 5 m ,控制室总深度为3. 7 m 。 中水池兼作消毒接触室, 采用ClO2消毒 , 消毒接 触时间不少于30 min。 控制室内部使用面积为9. 2 m 2 ,用于集中放置供 水泵 、 消毒设备 、 膜抽吸泵 、 风机、 控制柜等机电设备。 控制室设有送、排风窗,用于通风和设备散热 。 3. 6 中水供水系统的设计 中水供应系统由景观供水和冲厕、 绿化供水系统 2 部分组成 。 景观水池总容积为500 m 3 , 供水采用恒速水泵 1 台, 流量为20 m 3 h,扬程为7 m, 功率为1. 1 kW ,最大 供水量为25 m 3 d, 采取每日定时供水的运行方式将 池水进行部分更换, 全池换水周期为20 d。 为简化供水管系, 冲厕、绿化中水供应管道系统 合二为一。中水供应总管的设计流量为6. 475 L s,供 水扬程为36. 3 m。 为适应用水不均匀和流量变化, 采 用变速水泵供水方式 1 用1 备 。 4 总结 1 缺氧-厌氧-好氧型分体式膜生物反应器特别 适用于住宅小区生活排水等含氮量偏高情况下低浓 度有机废水的深度处理与回用, 具有处理效果稳定、 能耗较低、占地省、 易与周边环境协调等诸多优势 。 2 采用生化 物化 生态组合工艺处理离散型住宅 小区生活污水 ,可综合发挥不同工艺单元的技术优势 , 同时满足废水排放和再生回用等不同层次的需要 。 参考文献 [ 1] 王琳, 王宝贞. 分散式污水处理与回用. 北京 化学工业出版社, 2003. [ 2] 崔玉川, 杨崇豪, 张东伟. 城市污水回用深度处理设施设计计 算. 北京 化学工业出版社, 2003. 作者通讯处 杨群 430074 湖北省 武汉市 洪山区珞瑜路 1037 号 华中科技大学环境科学与工程学院 电话 027 87598583; 027 63802663 2006- 08-14 收稿 26 环 境 工 程 2007年 6 月第25 卷第3 期 WASTEWATER AND THE REUSE OF RECLAIMED WATER IN DISCRETE RESIDENTIAL AREASYang Qun Zhang Beiping Yang Gaohua et al 24 Abstract With the example of the construction of the wastewater advanced treatment and the reclaimed water reuse system of Gardening Resident Park in the east-west district of Wuhan, it is recommended a kind of biochemical -physico -chemical -ecological process of domestic wastewater treatment. This process is especially suitable for advanced treatment and the reuse of domestic wastewater of discrete residential areas, whose nitrogen content of the wastewater is higher. It has the advantages of stable working efficiency, low energy consumption, less land and easy coordination with the soundings. Keywords discrete residential areas, advarrced treatment of domestic wastewater, reuse of reclaimed water, membrane -biological-reactor with A -A -O route SUBMERGED MEMBRANE BIOREACTOR FOR SLAUGHTERING WASTEWATER TREATMENT Li Zhidong Li Na Zhang Honglin et al 27 Abstract In this examination, it is carried out 90 -day period experiment for studying on the treatment of slaughtering wastewater by MBR. The results show that the average removal rate of CODCris over 95 and the removal rate of BOD5is stable;the removal rate of NH3-N is 93. 7; the removal rate of TSS, turbidity, SS and animal oil fat are respectively over 99. 0, 99. 0, 99. 3, 95. 8. Membrane pollution did not occur during the operation of 90 d. Keywords membrane bioreactor and slaughter wastewater A STUDY ON DOMESTIC WASTEWATER TREATMENT BY ELECTROCATALYTIC OXIDATION Wang Dingguo Wang Jianfei Li Binghua 29 Abstract Three kinds ofmental oxide modified electrode, Ti SnO2-Sb2O3、Ti RuO2-IrO2and Ti SnO2-Sb2O3-MnO2 PbO2,were made in the experiment. They were used to treat glucose solution to choose the best efficient electrode which is used to treat domestic waste water. Finally, Ti SnO2-Sb2O3-MnO2 PbO2was selected as the best anode. It had been investigated that the effects of electrolysis time, electrolysis current density and electrolyte concentration on the electrolytic efficiency . Keywords electrocatalytic oxidation, Ti SnO2-Sb2O3-MnO2 PbO2electrode, glucose solution and domestic wastewater FEASIBILITY TEST OF TREATING HIGHCONCENTRATION NH3-N WASTEWATERBY HYBRID MEMBRANE BIOREACTORZhang Zhuqing Hu Mingzhong Zhang Long 32 Abstract The removing rate of NH3-N of a hybrid membrane bioreactor using chitin as carrier can almost achieve 100, while the influent NH3-N concentration is 2 100 mg L, and the ammonium loading is 2. 19 kg m3d. The running state of the system is stable. As the amount of chitin is 2. 778 g L, the membrane flux rate remains about 87. Keywords high concentration NH3-N wastewater, hybrid membrane bioreactor and membrane pollution SIMULATIVE EXPERIMENT ON NITROGEN TRANSLATION OF POLLUTED WATER Yu Ying Chen Fanzhong Sheng Yanqing et al 35 Abstract Taking the badly polluted municipal river as the studying targets, the relationship between nitrogen translation and environment conditionswas obtainedthrough this simulated experiment. The results showedthat when the water sampleswere indoor or outside, the variability of ammonia concentration presented very quickly, but the concentrations of nitrite and nitrate were almost not variable. However, when the water samples were put into incubator, their corresponding concentrations were no longer increased or decreased evidently . The effect of photosynthetic bacteria on nitrogen translation also was studied at the same time. It showed that photosynthetic bacteria can accelerate nitrogen translation when the water samples were indoor or outside, but the velocity of nitrogen translation would slow down when the samples were put into incubator. Keywords municipal river, nitrogen translation and photosynthetic bacteria THE TESTING CONDITIONS OF AIR STRIPPING AS A PRETREATMENT FOR AMMONIA NITROGEN IN COKE PLANT WASTEWATER AND PROJECT APPLICATION Li Ruihua Wei Chaohai Wu Chaofei et al 38 Abstract Aiming at the severe impact on the sequent biotreatment with ammonia nitrogen in coke plant wastewater, the influencing factors on the removal rate of ammonia nitrogen including the temperature of the wastewater, the air liquid ratio, the stripping time and the predictive pH on the remove rate of ammonia nitrogen were investigated in the bench -scale reactor. The results showed that when treating the coke plant wastewater with the optimal operational conditions, under the wastewater scale of 70 m3 h, the removal rate of ammonia nitrogen reached 68～ 85, and there was basically no influence on the process of sequent biotreatment. Keywords air stripping, coke plantwastewater, ammonia nitrogen and pretreatment THE STUDY ONBIOPURIFICATIONOF NH3, H2S ANDTRIMETHYLAMINE -CONTAINING ODOR FROM AQUATIC FEEDHu Fang Wei Zaishan Ye Weijun 41 Abstract It was selected the major components of the odor from aquatic feed factory, and hydrogen sulfide, ammonia and trimethylamine were taken as the target pollutants. Biological packed column was used for treating these pollutants. The research aimed at understanding the parameters affecting bioreactor perance. The results were as follows the biotic community in the packed column had a good ability to degrade the target pollutants and the inlet concentration, gas flux and spray streams capacity had a little effect on the odor removal efficiency . When the inlet concentrationwas no more than 300 mg m3, the gas flow was no more than 0. 45 m3 g the residence time was no less than 20 sand the 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 25,No. 3, Jun. , 2007