沸石填料生物滤池处理高浓度氨氮废水挂膜启动性能的研究

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1、沸石填料生物滤池处理高浓度氨氮废水挂膜启动性能的研究张云飞中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州（221008）E-mail：yunfei20031@163.com摘　要：对沸石作填料的生物滤池的快速挂膜进行了研究，试验结果表明：在曝气量为300l/h，进水水质一定的条件下，水力停留时间为1.8h时，进水氨氮450Nmg/l，运行16天后，出水氨氮稳定在40Nmg/l左右，去除率达90%，能够完成滤池挂膜的快速启动。关键词：　沸石；　高浓度氨氮；　生物滤池；挂膜1.引言生物滤池是根据土壤净化原理，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术，

2、它和活性污泥法同属于好氧生物处理方法[1]。曝气生物滤池是二十世纪八十年代后期开发出来的一种污水处理新工艺，1990年法国OTV公司建造了世界第一座曝气生物滤池，称之为“淹没是固定生物膜曝气滤池”[2]。它成功地克服了活性污泥法占地面积大、易散发臭气及运行不稳定等缺点。它属于生物膜法的范畴，又兼备有活性污泥法的某些特点。目前全世界建成运行的曝气生物滤池已达上千座。本试验采用沸石作滤料的生物滤池工艺，沸石作为离子交换剂吸附废水中的铵，同时又作为硝化菌生物膜载体，为微生物提供生长介质。天然沸石具有很高的孔隙率和较大的比表面积，对氨氮具有很大的交换容量。沸石做为滤料，可减小氨氮冲击负

3、荷对出水水质的影响形成有利于硝化菌生存的微环境，其价格仅为陶粒1/4-1/6,因此，适合作处理含较高浓度氨氮废水的曝气生物滤池的滤料。　本实验对曝气生物滤池处理高浓度氨氮废水挂膜过程进行了研究，对如何实现快速挂膜和挂膜后将硝化作用控制在亚硝化阶段进行了探讨，以期能为实际运用提供有益的参考。2．试验装置及方法2.1　试验装置-8-试验采用沸石为滤料的生物滤池，反应器为有机玻璃柱，该柱内径300mm，高2800mm，装填沸石滤料高度1350mm，反应柱管壁两侧沿滤料底部向上每隔0.15m设污水取样口，设八个取样口。反应器采用上向流形式，滤料为4-6mm天然斜发沸石。具体结构见图1。

4、1试验装置示意图2.2试验进水　　采用人工配水,具体如下：成分浓度(mg/l)NH4ClNaHCO3KH2PO4450115570.91表1试验配水-8-实验控制参数选定如下：控制因素控制量曝气量进水流量沸石段水力停留时间(HRT)进水pH300l/h53.4l/h1.8h7.5～8.0表2控制条件2.3　分析方法[3]分析项目分析方法NH4+-NNO3--NNO2--NpHDO污泥浓度纳氏试剂比色法紫外分光光度法N-1萘基-已二胺比色法1.pH试纸2.pH计碘量法过滤干燥称重法表3测定分析方法2．3载体挂膜所谓载体挂膜就是将培养好的污泥移入反应器中，使菌胶团和少量的细菌截留附

5、着在载体表面，这些固着的微生物将摄取废水中的营养物质，进行新陈代谢等生命活动，并在载体表面生长繁殖，逐渐形成薄的胶质粘膜。随着时间的推移，微生物不断增长，从载体表面向外扩散，逐步覆盖已形成的膜层，进而形成成熟的生物膜[4]。挂膜菌种选用前期驯化已经成功实现亚硝化的驯化污泥，污泥MLSS达6876mg/l，硝化作用较强。进水NH4+-N浓度450mg/l，流量53.4L/h，挂膜污泥体积50L。采用循环挂膜，以提高挂膜的效果，为连续运行提供足够的生物量。启动期间反应器内为完全混合流态，水力负荷1.1m/h，气水比5:1,温度20-29度，每天-8-在固定时间测进、出口水样的NH4

6、+-N、NO3--N和NO2--N，当氨氮去除率稳定时认为启动结束。3启动性能实验3.1启动期间运行启动期间污泥转入塔内培养并逐步实现正式运转。将培养好的污泥倒入反应器中，同时加入所配制的试验用水，调节pH至7.5~8.0，维持反应器温度在25℃左右。本实验挂膜方法采用循环挂膜法，将出水打循环，换水周期为一天。进水按一定标准配制,开始阶段为循环进水,以缩短污泥适应阶段从塔的底部到顶部的8个取水口，从低到高依次编号1至8，其中的8号代表出水水质。3.2启动期间氨氮的去除效果图2启动期间对氨氮的去除效果图2显示了启动期间NH4+-N的去除效果。由图可知，沸石对NH4+-N的去除效果

7、比较好，进水NH4+-N平均浓度为450mg/L时，出水仅为45mg/L，平均去除率高达90%。-8-图3启动期间出水氨氮变化曲线为了便于判断启动终点，同时也显示去除率的变化情况，特做图2中的出水曲线放大图（见图3），可见出水NH4+-N从接近20mg/L逐渐增加到8日时至约70mg/L，再逐渐降低至40mg/L左右，大约在12d时达到稳定。启动初期，沸石表面并未形成硝化生物膜，沸石对NH4-N的高去除率主要是由离子交换作用造成的，根据估算约4d左右反应柱交换NH4-N的能力就可达到饱和，之