复合式曝气生物滤池工艺特性对比研究

曝气生物滤池是上世纪80年代末在普通生物滤池的基础上，借鉴给水滤池工艺开发的一种污水处理新工艺。因其具有负荷高、出水水质好、高效低耗等诸多优点，而得到了广泛的应用[1-3]。为了满足反冲洗要求，在曝气生物滤池顶部通常需要设置0.9m的清水区，以解决滤料膨胀的问题[4]。滤池顶部的清水区，由于生物量低，在正常工作时对污染物的去除能力有限，这在一定程度上造成了滤池空间的浪费。本文以普通曝气生物滤池为对比，对在清水区悬挂生物绳的复合式曝气生物滤池的工作特性进行了研究，以期对清水区的空间加以利用。1试验部分1.1试验装置试验装置为两套曝气生物滤池装置，规格相同，PVC材质，内径152mm，总高3350mm，滤池底部设配水区200mm，卵石承托层150mm。滤料采用上海瑞闽陶粒建材有限公司生产的轻质陶粒，粒径为3～5mm，填充高度2000mm，滤料上部清水区高度800mm，在HBAF的清水区悬挂日本TBR株式会社生产的适用于好氧条件工作的生物绳一根，型号PP+K-45，长度800mm，比表面积1.6m2·m-1，这种材料对微生物有很强的吸附能力。1.2试验水质及试验方法试验用水以葡萄糖、蛋白胨、NH4Cl、KH2PO4、CaCl2、MgSO4、FeSO4、ZnSO4、食用小苏打等按一定比例配制，试验中通过调整葡萄糖、蛋白胨、NH4Cl、食用小苏打的投加量来改变进水水质。试验采用底部进水，承托层曝气，气水同向流运行，空气和污水流量通过流量计调控，HBAF和BAF的工况条件保持一致。试验中各分析项目按相应标准方法测定。2结果与讨论2.1装置启动生物膜的培育通常有自然挂膜法和菌种添加挂膜法两种[5]，由于试验用水为人工配制，缺乏天然菌种，本试验采用菌种添加挂膜法。将曲阳污水处理厂二沉池回流污泥与试验用水混合，用泵打入滤柱，在气水比3：1，水力负荷1m3·m-2·h-1的工况运行，出水循环，隔日换水，一周后改为连续运行。装置在启动阶段的运行效果如图1所示。由图1可知，在启动阶段，两种BAF对COD的去除规律较为一致。在启动前3d，COD的去除率较低，且随着时间的推移逐步下降，此后，COD的去除率随时间的推移而上升，HBAF和BAF对COD的去除率在第9d和12d达到了70%，分别挂膜成功，在启动14d后两种BAF的COD去除率超复合式曝气生物滤池工艺特性对比研究纪桂霞，刘弦（上海理工大学城市建设与环境工程学院，上海200093）摘要：在相同工况条件下对普通陶粒曝气生物滤池（BAF）和在清水区悬挂生物绳（Biocord）的复合式曝气生物滤池（HBAF）进行了对比研究，考察了两种BAF启动、不同进水污染物负荷、重新启动、反冲洗时的工作性能。结果显示，与BAF相比，HBAF启动时间、反冲洗后恢复时间更短，分别缩短3d和1h。HBAF与BAFCOD去除率的差值随着进水COD负荷的增加而增加，当进水COD负荷5kg·m-3·d-1时，HBAF与BAFCOD去除率的差值达8%；HBAF与BAF的NH4+-N去除率差值随进水NH4+-N负荷变化不明显。关键词：曝气生物滤池；复合式曝气生物滤池；工艺特性中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2009)04-061-04收稿日期：2008-08-21作者简介：纪桂霞（1969-），女，副教授，硕士生导师，研究方向为水处理技术科研及教学联系电话：021-65688659；E-mail：guixiaji@163.com。第35卷第4期2009年4月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.35No.4Apr.,200961过80%，此后保持启动的工况条件运行到第25d，两种BAF对COD的去除率稳定在80%以上，说明系统基本稳定，可以投入后续试验。在启动过程中，HBAF和BAF对COD去除率的差值，表现出先增加后缩小的特征。在启动初期，两种BAF对COD的去除率相差不大；在启动中期（4～12d），HBAF的COD去除率明显高于BAF，HBAF与BAF的COD去除率差值在4%～7%之间；在启动后期（13～25d），两种BAF的COD去除率差值又逐渐缩小。其原因为，BAF对有机污染物的去除包括物理截留和生物氧化两个部分，在启动初期，滤料表面生物膜还没有形成，系统对污染物的去除主要是由于物理截留作用，两种BAF所用的滤料一样，其物理截留的能力也相差不大，因而两种BAF的COD去除率也相差不大；在启动中期，生物膜逐渐成熟，生物氧化作用逐渐成为了污染物去除的主要原因，由于HBAF在清水区悬挂有生物绳，生物绳又有极佳的生物附着能力，相比BAF而言，具有更大的生物量，因而具有更高的COD去除率；在启动后期，陶粒滤料上的生物膜更加成熟，COD在滤料层就能得到充分的去除，清水区