组合填料厌氧-好氧生物滤池生物除磷

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1、组合填料厌氧/好氧生物滤池生物除磷第一章绪论1.1我国水资源及污染现状中国的水问题主要体现在两个方面：一是水资源短缺，二是水污染严重[1-2]。目前，我国水资源总量居世界第六，但是人口总量居世界第一，水资源总量丰富而人均占有量低的特点十分突出。根据水利部全国水资源评价结果，我国人均水资源量为2200m3，预测到2030年我们人口将增加至16亿时，而人均水资源量将将至1750m3，中国未来的水资源形式将更加严峻[3-4]。随着人类经济社会的快速发展，城市规模越来越大，城市的用水量和排水量也不断增加，加剧了城市用水的紧张和城

2、市水环境污染，制约了中国社会经济的发展。有资料显示，全国600多座城市中有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。据监测，全国废污水排放量由1980年的315亿吨增加到21世纪初的大约700亿吨。多数城市地下水受到一定程度污染，并且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和健康[5-8]。随着工业发展、城镇化提速以及人口数量的膨胀，我国面临着十分严峻的环境形势，根据2011年中国环

3、境状况公报[9]，全国主要流域的I~III类水质断面占64.2%，劣V类占17.2%，其中，海河流域为重度污染，黄河、淮河、辽河流域为中度污染。由于富含高磷洗涤剂的大量使用，湖泊（水库）富营养化问题仍然突出，56个湖（库）的营养状态监测显示，中度富营养的3个，占5.2%；轻度富营养的10个，占17.2%。虽然1995年后国家就启动了对三河三湖的治理(三河：辽河、海河、淮河，三湖：太湖、巢湖、滇池)，但是这些区域目前仍然处于严重污染的状态。生活污水的排放数量超过工业废水。2011年我国生活废水排放量428亿吨，占废水排放总

4、量的65%；而工业废水排放量231亿吨，占35%。我国排污标准过低，形成达标污染尴尬局面，2015年新中华人民共和国环境保护法(主席令第九号)颁布，对部分排放标准重新修改，并将环境保护视为我国基本国策，对改善我国水体污染有促进作用。1.2我国城市污水处理现状在污水处理工艺方面，我国80%以上的城市污水处理厂采用活性污泥法。这些以去除BOD和SS为主要目标的活性污泥技术在我国城市生活污水处理方面起到了重要作用。但传统污水处理工艺对氮、磷的去除率相对不高，容易引起水体富营养化。随着我国对水环境质量要求的提高，国家《污水综合排

5、放标准》（GB8978-1996）特别对出水氮、磷的要求提高，城市污水处理厂必须考虑氮、磷的去除问题。另一方面，生活污水和工业废水中新合成化学品比例增加，难降解有机污染物数量和种类的增加进一步增大了污水中氮、磷的含量，现有的技术已经不能满足发展的需要，污水脱磷、除氮工艺亟待开发和应用[10]。.1.3生物滤池中颗粒填料的选择原则及研究进展生物填料是生物滤池的核心，直接影响着生物滤池的去污性能。生物填料作为微生物附着的载体，为微生物提供附着、生长繁殖的良好环境，同时在运行过程中截留悬浮物质。对于厌氧/好氧生物滤池而言，生物

6、填料需要具备的基本要求可以归纳为四个方面：填料的物理性能、物化特性、水力学性能、经济性[11]。..第二章实验装置及方法2.1实验装置、工艺流程及其运行参数本实验采用厌氧/好氧交替运行方式运行生物滤池系统。AABF工艺流程如图2-1所示，贮存人工配制的模拟城市污水于进水箱中，在蓄磷过程（生物滤池厌氧/好氧不断交替运行的过程）厌氧段时，进水箱中废水经进水泵加压，从底部进入生物滤池，AABF厌氧释磷液自流进入中间水箱；好氧段，空压机提供空气，中间水箱的废水上流流经生物滤池，好氧段起始2h内，AABF出水回流至中间水箱（系统不

7、向外排放出水），好氧段第3h至5h废水流经AABF后直接排放；磷回收时，配置10L的高碳源磷回收液加入磷回收池，回收液经泵提升进入生物滤池，AABF不断形成的厌氧释磷液从循环管路返回到磷回收池中，并在厌氧条件下连续循环3h。采用磷酸铵钾（MKP）结晶法回收高磷废水中的磷，磷回收过程形成的上清液倒回进水箱与进水一起处理；反冲洗时，利用空压机从滤池底部进气口进气10min，使填料层松动和老化膜脱落，气、水联合反冲洗20min，再用水洗10min，排除滤料间隙中的污泥和因气冲而脱落下的生物膜。反冲洗水从反冲洗出水管流出，收集在

8、容器中，静置30min后，将上清液倒回进水箱与进水一起处理，所沉淀的生物膜用于后续生物膜实验。2.2实验所用的填料及其性质石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。本实验采用的普通石英砂滤料是经破碎、筛分、水洗、烘干、二次筛选而成，其多棱角、近球状、杂志含量少、机械强度高、截污能力强、化学性能稳定。石英砂化学