曝气生物滤池对微污染水处理的试验研究

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1、曝气生物滤池对微污染水处理的试验研究　　摘要：本试验采用陶粒和沸石按1:1体积比混合作为曝气生物滤池的滤料，研究曝气生物滤池对微污染水源水中污染物，尤其是氨氮和CODMn的去除效果。混合滤料的曝气生物滤池对微污染水有较好的去除效果，对实际工程具有很大的参考价值和指导意义，其投资省、运行费用低，具有较好的应用前景。关键词：曝气生物滤池、微污染水、氨氮、CODMn、中图分类号：TK235文献标识码：A曝气生物滤池是利用生物膜法处理污水的一种工艺，其具有占地面积小、高水力负荷高容积负荷及高的生物膜活性等优点，作为滤料的沸石和陶粒都具有表面粗糙、孔隙率高、比表面积大

2、，热稳定性好、价格低廉的优点。此外，沸石对极性分子和细菌有富集作用，是一种比较理想的廉价生物载体和吸附剂。陶粒不仅具有耐冲耐磨的特点，而且陶粒载体上的生物膜对低温的适应性优于活性碳和沸石。因此将陶粒和沸石两种滤料按体积1:1混合作为曝气生物滤池的滤料，能充分利用二者在去除有机物和氨氮方面的互补作用，提高抗冲击负荷的能力。1试验材料与方法1.1原水配制9由于本试验的周期较长，试验用水量较大，在试验室直接采用微污染源水进行试验相对较困难，因此采用人工模拟微污染水作为试验中的微污染水源水。模拟微污染水的配置参考了实际微污染源水的性质，采用葡萄糖、尿素、氯化铵、磷酸

3、二氢钾、高岭土、硫酸镁、氯化钠等配置。试验期间模拟微污染水水质如表1所示。表1模拟微污染水水质1.2试验装置本试验工艺流程图如图1所示图1工艺流程图滤池采用上向流设计，空气和废水从滤池的底部进入，上部流出。在本试验中，由于池体的特殊构造，底部只有一个进水（气）口，因此采用磁力驱动循环泵将原水池中的微污染水从此处打入曝气生物滤池底部，将一根细管插入滤料中，通过空气压缩泵为滤池供氧。清水从滤池上部排出进入出水池。1.3测试项目及仪器本试验的主要检测项目以及分析方法见表2。表2水质检测项目及分析方法92曝气生物滤池对微污染水中氨氮、CODMn去除效果与分析2.1水

4、力负荷对曝气生物滤池处理效能的影响本阶段室温为25℃～35℃，其运行条件如下：控制气水比为1:1，pH为7.1～7.9，进水氨氮浓度为1.7～3.2，进水CODMn浓度为5.3～6.9，进水浊度为8.6NTU～14.6NTU，研究曝气生物滤池在水力负荷分别为0.8m3/（m2・h），1.2m3/（m2・h），1.5m3/（m2・h），2.0m3/（m2・h）的情况下对各污染物去除效果的变化。四种水力负荷对应的水力停留时间分别为1.5h、1.0h、0.5h和0.25h，流量分别为12L/h、18L/h、22.5L/h和30L/h。①水力负荷对NH3-N去除效果

5、的影响与讨论图2水力负荷下氨氮去除率的变化9不同水力负荷条件下曝气生物滤池对NH3-N的去除效果如图2所示。氨氮的进水浓度在1.7mg/L～3.2mg/L之间变化，出水氨氮的浓度最高达到0.6mg/L，平均出水浓度为0.4mg/L，出水效果良好。这有两个方面的原因：其一、滤料表面尤其是沸石表面形成生物膜后仍具有吸附性能。生物膜除了可以直接利用原水中的氨氮外，还可以利用滤料表面及内部孔径被吸附的氨氮，当微生物将氨氮转化为其它形态和去除时，滤料表面和内部孔径相当于被释放，此时原水中其它的NH4+会再次添加到滤料的表面和内部，如此反复，使得滤料得以再生。其二、因硝

6、化菌的生长速度缓慢，因此形成的生物膜较致密，能抵抗一定程度的反冲洗剪切力。②水力负荷对CODMn去除效果的影响与讨论不同水力负荷对CODMn去除效果的影响如图3所示。图3水力负荷下CODMn去除率的变化进水CODMn平均浓度为6.0mg/L，平均去除率为25.1%。在每次调整水力负荷时，都可以发现曝气生物滤池对CODMn的去除率先呈下降趋势后为上升趋势，这可能是由于在工况调整初期，生物膜受到较强的水力冲刷，遭到一定程度的破坏，使微生物对有机物的降解能力减弱，同时冲刷的生物膜从滤料上脱落，从而增加了出水的CODMn浓度。随着时间的增长，生物膜对此时水力负荷的适

7、应，CODMn的去除效果又得到提高。综合不同水力负荷条件下对氨氮和CODMn的去除效果，拟选择水力负荷为1.5m3/（m2・h）为最佳运行条件。2.2气水比对曝气生物滤池处理效能的影响①气水比对氨氮去除效果的影响与讨论9不同气水比对氨氮去除效果的影响如图4。出水氨氮浓度在0.2mg/L～0.6mg/L，去除率最高达到88.7%，最低为70.6%。在本试验气水比范围内，氨氮的去除率会随着气水比的提升而升高。气水比过高或过低，都将对氨氮的去除效果有明显的影响。这是因为硝化细菌是专性好氧菌，若气水较低，此时水中溶解氧不足并且氧的传递速度在透过生物膜到达硝化菌表面也

8、将减低，加上硝化菌在对水中溶解氧的能力上没有异养菌强