组合填料曝气生物滤池处理受污地表水体的挂膜启动研究

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1、第23卷第1期苏州科技学院学报(工程技术版)Vo1．23No．12010年3月JournalofSuzhouUniversityofScienceandTechnology(EngineeringandTechnology)Mar．20l0组合填料曝气生物滤池处理受污地表水体的挂膜启动研究杜永祥，沈耀良(1．苏州科技学院江苏省环境科学与工程重点实验室，江苏苏州215011；2．苏州科技学院环境科学与工程学院，江苏苏州215011)摘要：采用陶粒一沸石一活性炭组合填料曝气生物滤池，对受污地表水体的处理效能进行了研究。结果表明：在水力

2、停留时间为6h，气水比为1：1，温度为16～24oC的条件下，陶粒一沸石一活性炭组合填料曝气生物滤池对受污地表水体的处理效果较好，出水高锰酸盐指数和氨氮浓度分别降至2mg／L左右和0．1mg／L以下，陶粒层高锰酸盐指数去除率和沸石层氨氮去除率分别稳定在5O％和85％左右。关键词：曝气生物滤池；组合填料；挂膜中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1672—0679(2010)Ol—ooo1作为一种构造新颖、具有综合功能的废水处理新技术——曝气生物滤池废水处理工艺，已在国内外得到了广泛的研究与应用【l1。填料是曝气生物滤池的核心

3、部分，它的表面结构、物理和化学特性将对生物膜的附着生长起着至关重要的作用【。目前，国内外研究人员对单一填料曝气生物滤池研究得比较多，而对组合填料形式的曝气生物滤池研究较少。笔者将采用陶粒一沸石一活性炭组合形式的填料载体进行微生物挂膜启动分析，探讨每段填料层在挂膜启动阶段的除污特性。1材料与方法1．1试验材料陶粒由南通市大地陶粒有限公司生产，其主要性能指标见表1；斜发沸石和颗粒活性炭由巩义市夹津口海宇填料厂生产，其主要化学成分和理化性能指标分别见表2和表3沸石的密度为1．8rdcm，硬度为4～5，空隙率为30％-50％，比重为1．6

4、g／cm，容量为0．95g／cm。，将沸石进行筛分，取粒径为2-3mm；活性炭进行筛分之后取粒径2IBm左右。试验原水取自苏州河流受污地表水体，水质状况见表4。表1陶粒的物理性能指标性能项目机械；破密度／g·(c)充填密度／g·(c~r1])总孔容积／era3·g比菱面积·gpH[收稿日期]2009—12—11【作者简介】杜永祥(1983-)，男，江苏南京人，硕士研究生。通讯联系人：沈耀良(1961一)，男，教授，博士。从事污染控制工程方面的研究，Emaihylshenniu@126．eom76543第1期杜永祥等：组合填料曝气生

5、物滤池处理受污地麦水体挂膜启研究——3石只能去除天然水体的大分子有机物，对小分子的有机物吸附效果很差嘲；同时也说明了降解有机物的好氧异养菌在沸石层很少。在活性炭层，由于活性炭较强的吸附作用，沸石层出水中的高锰酸盐指数去除率有较大提高，但是随着活性炭吸附饱和，去除率随之下降，当反应器运行至22d以后，微生物在活性炭层逐渐富集，此时，靠活性炭的吸附和表面生物膜的氧化降解联合作用，使沸石层出水中的高锰酸盐指数去除率上升到40％左右。由于3种填料载体的不同理化性能，在挂膜期间的每个阶段发挥的作用是不一样的，从而使得有机物的去除率在3种填料

6、层中分布也是不同的，底层陶粒层在有机物的去除上占有很大比重，这与大量异养微生物在陶粒层的富集有关。从图5可以看出，在整个挂膜期间，反应器对原水中高锰酸盐指数的去除率一直保持在50％以上，到31d时稳定在70％左右，至挂膜成功，反应器出水高锰酸盐指数降至2mg／L左右。2．2挂膜期间每段填料层NH4+-N随时间的变化挂膜期间NH4+-N随时间的变化如图6～图9所示。由图6陶粒层对原水中氨氮的去除率可知，在挂膜初期，氨氮的平均去除率只有20％左右，由于硝化细菌的世代时间比较长，在与异养菌的共存环境中处于劣势，在陶粒层的积累相对较少，因

7、此当反应器运行到31d时，氨氮的平均去除率仅为45％左右，出水氨氮的平均浓度为2mg／L左右。由图7可见，虽然在挂膜初期陶粒层出水氨氮浓度较高，但是由于沸石填料较强的吸附和离子交换性能，使得初期陶粒层出水中的氨氮浓度得到了较大的降低，沸石层出水中的氨氮浓度小于32l1mg／L，随着反应器的运行，沸石填料的吸附性能开始减弱，逐渐趋于饱和，而此时硝化细菌的硝化作用还4较53525弱，使得氨氮去除率逐渐下降，随着时问的延长，沸石填料表面的硝化细菌数量逐渐增多，硝化能力逐渐增强，氨氮去除率逐步上升，虽然会出现沸石“反吐”释放氨氮的现象，但

8、对氨氮的去除率影响较小，至31d时，沸石层对陶粒层出水中氨氮的去除率稳定在80％以上，出水氨氮浓度降至0．5mg／L以下。而在活性炭层，活性炭则表现出了对沸石层出水氨氮去除的稳定性(见图8)。在反应器运行初期，主要是靠活性炭的吸附作用去除氨氮，随着