生物接触氧化法的填料对焦化废水处理效果的实验研究_李睿

生物接触氧化法的填料对焦化废水处理效果的实验研究李睿1程芳琴1许林虎2张子兴1(1.山西大学,太原030006;2.山西焦化股份有限公司,洪洞041606)摘要生物接触氧化法是一种广泛应用于废水处理的方法,填料是生物接触氧化法的核心部分,选择合适的填料能够加速生物接触氧化法的处理效率,并能使其运行稳定。选取了4种不同的填料,分别从COD、NH3-N、浊度的去除以及生物膜量等方面对各种填料进行了比较研究。结果表明,悬浮填料挂膜快,出水水质良好且稳定,微生物生长特性最优,是一种理想的接触氧化法填料。关键词生物接触氧化填料生物膜焦化废水文章编号:1005-9598(2006)-05-0038-03中图分类号:X703文献标识码:B基金项目:山西省科技攻关项目(051108),山西省高校科研开发项目(20041204)。收稿日期:2006-05-11作者简介:李睿(1981—),男,2004年毕业于山西大学环境科学专业,在读研究生,现从事焦化废水处理方面的研究工作。焦化废水所含污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物废水。目前,对焦化废水的处理都难以令人满意。生物接触氧化法(Biologicalcon-tactoxidationprocess)是一种浸没型生物膜法,兼有活性污泥法和生物膜法的特点,在废水处理领域中占有很重要的地位。填料是生物接触氧化法的核心部分,不同特性的填料对生物膜的性状、有机物的去除和反应器运行的稳定性等起不同的作用,并直接影响生物接触氧化工艺的处理效果[1~3]。1实验部分1.1填料的选取在废水的生物膜法处理工艺中,填料是反应器的核心部分,填料选择正确与否直接影响着微生物的生长、繁殖、脱落和形态,以及反应器运行的效果和能耗。因此,企业在选取填料时,应考虑比表面积、孔隙率、稳定性、表面粗糙度、价格等因素[4]。目前,工厂中使用的填料有固定式填料、悬挂式填料、分散式填料、悬浮式填料等,本实验选用以下4种填料,进行填料对处理效果的影响研究,其中填料1为悬浮式填料、填料2为软性填料、填料3为半软性填料、填料4为组合式纤维填料。其物理指标及构造分别见表1和图1。第5期(总第126期)2006年10月煤化工CoalChemicalIndustryNo.5(TotalNo.126)Oct.2006表1填料特性填料序号1234平均直径/cm1.900.0814.8014.60表面积/cm2·个-1340.03.8148.0165.8总比表面积/m2·g-194.5119.135.3165.8密度/g·cm-30.71900.42000.15700.0377空隙率/%82.680.057.075.0成品质量/g·个-13.59640.03214.19202.0188填料1填料2填料3填料4图14种填料构造示意图2006年10月1.2实验装置实验采用两段式接触氧化法,其流程示意图见图2。1.3实验条件与水质实验过程中,要控制废水的化学需氧量COD、氨氮NH3-N、生物量、色度、浊度等指标。实验用水为经厌氧处理后的焦化废水,其水质分析见表2,实验检测指标及检测方法见表3。图2两段式接触氧化法流程示意图表3实验指标及检测方法/仪器COD重铬酸钾法NH3-N钠氏试剂比色法生物量减重法色度XS-型色度仪浊度WZS-185型浊度仪DOJPB-607便携式溶氧仪pHBJ-260便携式pH计表2实验用水水质分析色度/度250~330浊度/NTU60~90pH7.5~8.5COD/mg·L-1200~600NH3-N/mg·L-150~701.4实验过程实验分别采用以上4种填料,在温度26℃~30℃的条件下,采用快速排泥挂膜法进行挂膜[5]。接种污泥为某生活污水厂的回流污泥,在实验室经过驯化培养后和废水以泥水比1:3混合倒入反应器中,静置8h,使污泥与载体接触进行微生物接种,之后全部放掉。再连续进不含污泥的污水,并逐渐加大进水量。经5d~7d后,COD去除率大于70%,NH3-N去除率稳定在60%,镜检微生物相良好且稳定时,认为填料挂膜成功。维持反应器相同的进水浓度,分别检验4种填料在相同时期内对废水的处理效果,考察填料对COD、氨氮、浊度、生物膜的生长状况的影响。2结果与讨论2.1对COD的去除情况实验运行期间,4种填料对COD去除率的影响见图3。从图3可以看出,在挂膜初期,进水COD为200mg/L~300mg/L,填料上微生物量较少,对COD去除率均较低,但其增长速度很快。第3天后每种填料COD去除率都达到75%以上。由于初期膜生长不牢固,受曝气量和停留时间(HRT)的影响较大,使得第3、4、5天的COD去除率都呈现波动性。第6天COD进水质量浓度加大为500mg/L~600mg/L,去