粪便污水用于活性污泥法处理废水-赵鹏飞2014年10月16日

1、.粪便污水用于活性污泥法处理废水PVC公用工程赵鹏飞2014年10月16日摘要陕西北元化工集团有限公司化工二分公司母液水处理采用了物理法、化学法和生物法相结合的工艺来处理聚合离心母液水，使其达到回收利用的目的。经此工艺处理后的母液水水质指标距设计要求还有很大差距，且时常出现较大波动，这给母液水的回用增加了压力，同时也不利于公司的低碳生产，循环经济战略。本论文以降低母液水COD为目的，研究内容如下：厕所粪便污水常温厌氧发酵后，直接加入活性污泥法处理系统的曝气池中，并用实验检测处理后母液水的COD变化。得出如下结论：粪便污水经常温厌氧发酵法处理后，投加到活性污泥法处理系统的曝气池中，能够明显的促进

2、废水COD的降解。 关键词：粪便污水；活性污泥法；处理废水目前，常用于污水治理的方法可归纳为物理法、化学法、生物法。物理法常作为一种预处理的手段应用于废水处理；化学处理法是指向废水中加入化学药剂如明矾、聚氯化铝等，使其与污染物发生化学反应而生成无害物的过程；而生物处理法是利用微生物降解代谢将有机物降解代谢为无机物的过程。通过人为的创造适于微生物生存和繁殖的环境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有机物的效率。生物处理法作为末端处理装置广泛应用于各行业的废水处理中，它应用于污水的深度处理方法有微生物法除磷、微生物法除氮、微生物法除臭、微生物法去除重金属、微生物法处理含聚废水等。与物理法、化学法相比，

3、微生物处理法具有经济、高效的优点，并可实现无害化、资源化，所以长期以来始终占重要位置。我公司母液水处理中采用了物理法、化学法、生物法相结合的处理工艺，其中生物法采用了活性污泥法处理工艺。一、母液水处理工艺母液水，即在PVC生产过程中，聚合工段干燥工序产生的PVC分离水。我公司母液水处理采用了物理法、化学法、生物法相结合的处理工艺。此套工艺设计用于处理100万吨/年PVC生产过程中产生的离心母液水，其处理能力是160m3/h。但是，自2011年开车运行以来，截止2014年六月份，由于上游聚合工段的工艺操作不合理，其处理负荷远远超过了设计处理能力，经常处理负荷为240-250 m3/h，使得经处理

4、后的母液水主要指标COD时常徘徊于90mg/L。2014年六月份之后，聚合工段工艺操作趋于合理化，送往下游工序母液水处理的其他废水成份大大减少，即使这样其送水负荷也时常高达190 m3/h，有时超过200 m3/h，这样使得经处理后的母液水COD徘徊于60mg/L。这样的水质指标无疑给母液水的回用增加了压力，也给周边增加了环保压力，同时也不利于公司的低碳生产，循环经济战略。二、活性污泥法介绍活性污泥法，首先得介绍好氧处理法，它是根据需好氧微生物生活的特点,提供充足的氧气，使好氧微生物大量繁殖，通过微生物的新陈代谢活动使废水中的有机物最终氧化分解成CO2、水、硝酸盐等简单的无机物，以达到处理净化

5、污水的目的。好氧处理方法包括: 活性污泥法、生物膜法，这里主要介绍活性污泥法。1912年英国人Clark and Cage发现对废水进行长时间曝气会产生污泥并使水质明显改善，其后Arden and Lackett进一步研究，发现由于实验容器洗不干净，瓶壁留下残渣反而使处理效果提高，从而发现活性微生物菌胶团，定名为活性污泥。活性污泥法是利用悬浮在废水中人工培养的微生物群体，即活性污泥，对废水中的有机物和某些无机物产生吸附、氧化分解而使废水得到净化，是目前较为经济、应用广泛、处理效果较好的净化废水方法。1、影响活性污泥性能的环境因素（1）溶解氧生化处理的基本要素：营养物、活性微生物、溶解氧，所以要

6、使生化处理正常运行，供氧是重要因素。一般说，溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜（2-3mg/L）。（2）水温维持在18-35摄氏度，低于5摄氏度微生物生长缓慢。（3）营养料细菌的化学组成实验式为C5H7O2N，霉菌为C10H17O6原生动物为C7H14O3N，所以在培养微生物时，可按菌体的主要成分比例供给营养。微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮，此外，还需要微量的钾，镁，铁，维生素等。碳源-异氧菌利用有机碳源，自氧菌利用无机碳源。氮源-无机氮（NH3及NH4+）和有机氮（尿素，氨基酸，蛋白质等）。一般比例关系：BOD：N：P=100：5：1。（4）有毒物质主要毒物有重金属离子（如锌，铜，镍，铅

7、，铬等）和一些非金属化合物（如酚，醛，氰化物，硫化物等）。2、基本流程典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成，下图为我公司母液水处理中采用的活性污泥法工艺基本流程。图 1 活性污泥法处理系统 污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气鼓风机送来的空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，形悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。 第一阶段，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积和多糖类黏

8、性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。 第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从

9、污水中转移到了这些剩余污泥中。它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。三、粪便污水应用于生物法处理废水1、粪便污水的特征粪便污水（soil）指的是日常生活中排泄的洗涤水。国外把粪便污水又称为黑水(black water)，包括冲厕水和粪便。粪便(night soil)指不含或含少量冲厕水的黑水。黑水含有较高的COD、N、P量和病原菌，而粪便中的有机物和营养物质浓度更高。根据化学分析，人粪中N、P、K的含量分别为1%、0.5%、0.37%，有机质含量为2%，有机质的主要成分是纤维素、半纤维素、蛋白质及其分解物，含水量为70-80%；人尿中N、P、K含量分别为0.5

10、%、0.13%、0.19%，尿素的含量为1-2%，含水量为95%，非常适合作为培养活性微生物的营养源。2、粪便污水的处理技术粪便污水的处理技术主要有厌氧发酵法、好氧发酵法、化学法、高温高压处理法(湿式氧化法)，这里结合北元实际情况，主要介绍前两种方法。（1）厌氧发酵法厌氧发酵是一个复杂的生物学过程；粪便中碳水化合物、脂肪及蛋白质等，在缺氧的条件及微生物的作用下，有机物可转化为甲烷。在厌氧阶段发酵处理过程中,根据温度的差异可分为：常温厌氧发酵(即低温厌氧发酵；中温厌氧发酵，一般温度控制在3638；高温厌氧发酵其温度一般控制在5255。（2）好氧发酵法利用好氧菌进行发酵的过程，称之为好氧发酵。好氧

11、处理规模小时，可只做最终稀释后曝气、沉淀；中等以上规模，经过前处理和二次稀释后，可按标准活性污泥法进行处理。二次处理即是厌氧处理。好氧发酵的速度较厌氧发酵快很多。 PVC公用工程通过对厕所粪便污水井的改造，使其进入生活污水池（准确的讲，应叫粪便污水池），对其进行处理。目前PVC公用工程采用的是常温厌氧发酵法，现在还处于试验测试阶段。3、粪便发酵污水回用处理废水目前PVC公用工程采用的是常温厌氧发酵法，由于发酵后的粪便污水中，含有大量丰富的微生物和无机矿物质，而微生物和无机矿物质正是活性污泥性法处理母液水的核心因素。目前，经发酵后的粪便废水通过潜水泵管线直接加入活性污泥法处理系统的曝气池中，此次

12、改造完成于2014年7月底，于2014年9月底投入使用。自从投用后，处理后母液水COD明显下降，降至40mg/L，明显低于投加粪便发酵污水之前的60 mg/L。从而得出，粪便发酵污水回用处理废水，能够明显的促进废水COD的降解。四、结论粪便污水经常温厌氧发酵法处理后，投加到活性污泥法处理系统的曝气池中，能够明显的促进废水COD的降解，促进活性微生物的生长繁殖，能够促进活性污泥的生成。 参考文献1Jonsson H，Vinneras B，et al.Source Separation of UrineJ. Wasser & Boden,1999，(11)：21-25.2Lange J，O

13、tterpohl R.Handbuch zu einer zukunftsfaehigen Wasserw irtschaftM.Mall-Beton Verlag，1997.3Otterpohl R，Albold A，Oldenburg M.Source Control in Urban Sani tation and Waste Management:Ten Systems with Reuse of ResourcesJ.Water Scien ce and Technology,1999，39(5)：153-160.4Otterpohl R，Grottker M，Lange J.Sustainable Water and Waste Ma nagement in Urban AreasJ.Water Science an