高氮高浓度粪便污水处理技术研究

日本的粪便污水处理技术发展较早，始于1954年。最早的处理技术是好氧/厌氧消化－活性污泥法，处理前粪便需要稀释20，经该工艺处理后出水的BOD和SS浓度分别为30mg/L和70mg/L，但对氮和磷几乎没有去除作用。1975年后，生物除氮技术用于处理粪便污水，可去除其中高浓度的氮。处理工艺有两段生物反硝化－絮凝－臭氧－过滤等。1980～1985年期间，日本进一步发展了高效反硝化－絮凝－砂滤－活性炭柱工艺，利用该工艺处理粪便污水时，处理前不需稀释，处理后出水不需二次处理。1986年，日本将膜过滤技术应用到粪便污水处理中，克服了重力或离心脱水方式污水分离的缺点，从而使膜技术在粪便污水处理中的应用逐渐发展起来。现在日本每年约建造25个粪便处理厂，其中大约50％的处理厂在处理工艺中采用超滤技术，处理厂规模一般能达到50～100m3/d的处理流量。几种典型膜处理工艺流程如下：
1) 高效生物反硝化－超滤

2) 高负荷反硝化－超滤

3) 高负荷活性污泥－超滤

3.3我国粪便污水处理技术
我国80％的人居住在农村，广大农村几乎没有下水道，全是各种类型的旱厕，除了极少数沼气厕所具有无害化处理功能外，大多数粪便未经处理直接用于农田。
大城市以水冲厕所为主兼有旱厕，中小城镇以旱厕为主兼有水冲厕所，由于我国城市排水设施不足(有近40％的城市缺乏完善的排水管网)，污水处理系统严重欠缺，化粪池达不到应有效果。全国粪便无害化处理率仅为7.5％，90％以上的污水粪便得不到及时、有效的处理就直接排入江河湖海，导致城市水体污染。徐放(同济大学)对经过化粪池处理的粪便污水进行了实验研究，当化粪池出水COD浓度在360～2000mg/L，氨氮浓度在20～280mg/L，总氮为30～300mg/L，BOD5/COD＝0.33时，无论采用SBR工艺还是AB工艺，COD去除率可达到90％，氨氮去除率在75％～80％，TN去除率在45～55％。邓挺兴等采用高温消解一中温厌氧发酵－生物稳定塘工艺处理粪便污水，处理规模为10m3/d，当高温消解的温度控制在55～60℃，水力停留时间为1h；中温厌氧发酵的温度控制在40～45℃，水力停留时间为10d；生物稳定塘中，曝气塘水力停留时间为3d，兼氧塘为28d，厌氧塘为65d时，出水中已不含有病菌和病原体，水质情况如表2所示。
表2高温消解－中温厌氧发酵－生物稳定塘处理粪便污水的效果

瞿永彬等采用A－O(厌氧－好氧)工艺处理粪便污水，在缺氧池和好氧池容积比为1：1，水力停留时间各为4h的运行条件下，出水CODcr<40mg/L、NH3-N<1mg/L、TP<1mg/L，取得了良好的处理效果。
田海涛等采用水解－SBR工艺处理铁路客车粪便污水，COD去除率>70，氨氮去除率在70％左右，因出水生化性较差(BOD5/CODcr<0.3)，出水中仍残留部分难降解的CODcr，如采用物化法进一步处理，出水可达到中水回用标准。
4结论
依据不同的要求，通常将粪便污水处理技术分为两类：一类是厌氧处理为主的技术，这种技术把粪便污水作为可回收资源，生物降解不完全，氮、磷去除少，粪便污水无害化后用作肥料；另一种技术包括好氧、厌氧，或厌氧和好氧混合工艺，它将粪便污水经过生物降解去除有机物和氮、磷等营养物质，使出水达到排放或回用标准。
综合国内外处理技术，厌氧生物处理中的UASB、厌氧SBR等工艺应用较为广泛；好氧生物处理中生物接触氧化、SBR等工艺应用较多。综合考虑技术经济要求，笔者认为，要获得较高的粪便污水处理出水水质，多段厌氧处理、好氧处理、絮凝沉淀、活性炭吸附等多项技术的高效组合是比较经济实用的技术路线。
参考文献：略