沸石-陶粒BAF处理微污染水源水的影响因素研究

3收稿日期:20061211作者简介:刘金香,讲师,硕士,从事水处理理论与技术研究。基金项目:湖南省教育厅科研资助项目(05C475)文章编号:100926094(2007)0320048203沸石-陶粒BAF处理微污染水源水的影响因素研究3刘金香,娄金生,陈春宁(南华大学城市建设学院,湖南衡阳421001)摘要:探讨沸石-陶粒BAF工艺对微污染水源水中CODMn、氨氮、UV254、浊度等污染物质的去除效果。通过模型试验,研究了填料高度、水力负荷、气水比等因素对沸石-陶粒曝气生物滤池(BAF)工艺处理效果的影响。结果表明,在水力负荷为112～418m3/(m2·h)、气水比为1时,CODMn、氨氮、UV254和浊度的去除率随填料层高度的增加而增加,其中CODMn、UV254、浊度的去除在最初的440mm内最为显著,而氨氮的去除在220～440mm范围内较明显;在气水比为1,水力负荷分别为112m3/(m2·h)、214m3/(m2·h)和418m3/(m2·h)时,CODMn的总去除率分别为38162%、32123%和25137%,较合适的水力负荷为112m3/(m2·h);在水力负荷为112m3/(m2·h)、气水比由015增为1时,CODMn的平均去除率由26134%增为36131%,氨氮的平均去除率由78115%增为9414%,当气水比增大为2时,CODMn、氨氮的去除率增加很少,合适的气水比为1。研究表明,沸石-陶粒BAF工艺处理微污染水源水的效果良好,且所需的填料高度小,气水比低。关键词:城市给水排水工程;曝气生物滤池(BAF);微污染水源水;影响因素中图分类号:TU99112文献标识码:A0引言当前,世界范围内的饮用水源普遍受到了不同程度的污染,尤以有机物和氨氮污染为甚。常规的水处理工艺已难以保证供水水质,如何经济有效地处理微污染水源水,是近年来水处理工作者的研究热点。实践表明[1],微污染水的生物预处理技术是一种经济有效且毒理学安全的方法。目前,曝气生物滤池(BAF)生物处理技术已逐渐成为预处理微污染源水的有效手段之一。研究[25]表明,曝气生物滤池能有效去除微污染源水中有机物、氨氮等污染物,而且对耗氧量、浊度、色度等也有较好的去除效果。填料作为BAF的核心组成部分,影响着BAF的处理效果和成本。目前,BAF多以陶粒为填料。沸石对氨氮具有良好的吸附性能,而且对极性分子和细菌有富集作用,是一种较廉价的生物载体[6,7]。本文以沸石、陶粒作为双层填料,采用曝气生物滤池处理微污染水源水,对主要影响因素进行研究。1试验装置与方法111试验装置试验装置见图1。曝气生物滤池采用直径100mm、高1800mm的有机玻璃柱,底部设有曝气管和反冲洗管,滤池采用下向流运行方式,填料层高660mm,在不同高度设3个取样口。上层采用粒径为2～3mm的天然斜发沸石,下层采用粒径为3～5mm的球形陶粒,装填高度均为330mm,垫层高度为400mm。原水通过小流量泵抽入水箱,水箱内设有溢流管,以保证水箱水位恒定。采用气水联合反冲洗,先用气冲3～5min,冲洗强度为15L/(s·m2),再用水冲5min,冲洗强度为10L/(s·m2)。冲洗周期与原水浊度有关,一般为10～15d。112原水水质原水取自长期受纳两岸生活污水的湖南衡阳市蒸水河(湘江支流),试验期间的水源水质见表1。113测试方法和仪器CODMn采用酸性高锰酸钾法测定,NH+4N采用纳氏试剂分光光度法(M723分光光度计)测定,浊度采用TS2400A浊度仪测定,UV254采用254nm波长紫外光分光光度法(M756紫外分光光度计)测定;pH值用PHS3C型精密pH计测定。2结果与讨论211生物膜的培养采用原水接种挂膜法,在取水点附近取一定量的河流底泥,经适当稀释后加入曝气池中,同时加入一定量的营养物,进行闷曝,24h后换水,然后重新投加营养物,闷曝3d后改成小流量进水,待出水清澈后,逐渐减少停留时间。滤柱运行15d后,CODMn去除率稳定在20%～40%,生物膜培养完成,挂膜期间CODMn的去除情况见图2。212料层高度对沸石-陶粒BAF工作性能的影响21211沸石-陶粒BAF内污染物的去除沿料层高度的变化在气水比为1、进水CODMn质量浓度为7141～10185mg/L、氨氮质量浓度为3168～5128mg/L时,CODMn、浊度、氨氮、UV254的去除率及其去除率随填料层高度的变化见表2。由表2可以看出,在3种不同的水力负荷条件下,CODMn、氨氮、UV254和浊度的去除率沿填料层高度的变化呈现出基本相同的规律,在填料层高660mm以内,污染物的去除率随填料层高度的增加而增加。CODMn、UV254和浊度的去除主要集中在滤柱最初的440mm内,而在滤柱440mm以下部分,去除率增