沸石床多级生物膜焦化废水处理系统的NH_4_N去除稳定性研究_赵文涛

沸石床多级生物膜焦化废水处理系统的NH+4-N去除稳定性研究赵文涛,黄霞＊,何苗,张彭义,左晨燕(清华大学环境科学与工程系,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084)摘要:焦化废水处理中预处理蒸氨工艺不稳定容易引起生物处理出水NH+4-N的波动,为了在有机物去除的同时提高生物系统对NH+4-N的去除效果和稳定性,采用对NH+4-N有良好吸附性能的天然斜发沸石为生物填料构建沸石床多级生物膜系统,考察了进水负荷对系统运行稳定性的影响、抗冲击负荷能力以及系统的功能分区和污染物迁移转化规律.结果表明,当系统进水NH+4-N负荷≤0.21kg(m3·d)、COD负荷≤1.35kg(m3·d)时,出水NH+4-N和COD的平均浓度分别为(2.2±1.2)mgL和(228±60)mgL,平均去除率分别达(99.1±0.5)%和(86.0±2.6)%.在低、高两次NH+4-N冲击负荷[0.03kg(m3·d)和0.06kg(m3·d)]条件下,系统对NH+4-N的平均去除率仍然分别高达99.0%和92.9%,高于对比系统的96.8%和89.3%,表现出良好的抗NH+4-N冲击负荷性能与处理稳定性.系统好氧单元反应器沿程出现脱碳硝化功能区(CN区)和硝化功能区(N区),其中N区的NH+4-N降解速率为CN区的2～8倍.系统进水中相对分子质量<1×103、1×103～1×104、>1×104的TOC浓度分别为227.6、104.8和35.0mgL,处理出水中的TOC浓度分别为31.2、22.9和31.5mgL,其中相对分子质量<1×103和1×103～1×104这2个范围的有机物降解良好,出水残余物质主要为相对分子质量>1×103的有机物.关键词:焦化废水;沸石;多级生物膜;NH+4-N去除稳定性;分子量分布中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:0250-3301(2009)02-0594-06收稿日期:2008-01-10;修订日期:2008-05-10基金项目:国家杰出青年科学基金项目(50725827)作者简介:赵文涛(1979～),男,博士研究生,主要研究方向为焦化废水处理和膜-生物反应器,E-mail:zwt02@mails.tsinghua.edu.cn＊通讯联系人,E-mail:xhuang@tsinghua.edu.cnNH+4-NRemovalStabilityofZeoliteMediaPackedMultistage-BiofilmSystemforCoke-PlantWastewaterTreatmentZHAOWen-tao,HUANGXia,HEMiao,ZHANGPeng-yi,ZUOChen-yan(StateKeyJointLaboratoryofEnvironmentalSimulationandPollutionControl,DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Thepracticalammoniastrippingeffectivenessofcoke-plantwastewatertreatmentmayvarywidely,andhighNH+4-NshockloadingwillleadtothefluctuationofresidualNH+4-Nconcentrationofbiologicaleffluent.Azeolitemediapackedmultistage-biofilmsystem(ZMBS)wasusedforcoke-plantwastewatertreatmentforenhancingtheNH+4-Ntreatmentabilityofthebio-systemtoshockloading,aswellasachievinghighCODremovalefficiency.Treatmentperformanceduringsteady-stateandshockloadingandtransformationoforganicpollutantsinthesystemwereinvestigatedsystematically.TheexperimentresultsindicatedthatwhenthesystemwasoperatedatNH+4-Nloading≤0.21kg(m3·d)andCODloading≤1.35kg(m3·d),theaverageeffluentNH+4-NandCODconcentrationswere(2.2±1.2)mgL,(228±60)mgLwi