生物活性炭反应器的挂膜试验

第３４卷第３期２０１４年８月桂林理工大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ３４Ｎｏ３Ａｕｇ２０１４文章编号：１６７４－９０５７（２０１４）０３－０５７３－０６ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７４－９０５７２０１４０３０２８生物活性炭反应器的挂膜试验施钦１，莫德清２，李文文１，沈雨樨１，李金城１，彭世聪１，温富宁１，孙立群１（１桂林理工大学ａ广西矿冶与环境科学实验中心；ｂ环境科学与工程学院，广西桂林５４１００４；２桂林电子科技大学生命与环境科学学院，广西桂林５４１００４）摘要：提出生物活性炭反应器，即以间歇滤料清洗模式运行活性砂过滤器，内装颗粒活性炭滤料，采用生活污水对该反应器进行自然挂膜启动，研究水力负荷依次为０５６、１１２、２５３ｍ３／（ｍ２·ｄ）时，反应器对ＣＯＤ、氨氮、ＴＰ、浊度、色度的去除效果。试验结果表明：经过２６ｄ连续进水，挂膜成功；在水力负荷为２５３ｍ３／（ｍ２·ｄ）时，生物活性炭反应器对ＣＯＤ、浊度及色度有较好的去除效果，去除率分别达５４％～６１％、５５％～７６％、７１％～８６％，但对氨氮、ＴＰ去除效果不佳。生物活性炭反应器以间歇清洗模式进行，与传统连续清洗模式的活性砂过滤器相比，高效节能，是一种适应乡镇污水处理的新途径，为其厌氧挂膜及应用推广提供理论依据。关键词：生物活性炭反应器；颗粒活性炭；挂膜；乡镇污水中图分类号：Ｘ７０３１文献标志码：Ａ从我国国情出发，研究开发高效、简易、节能的污水处理设备及技术，是我国乡镇污水处理的迫切需求［１－４］。活性砂过滤器具有占地面积小、操作简单、能耗低、运行成本低、滤料清洗彻底、不会发生滤料板结等优点［５－６］，在城镇污水处理中有着广泛的应用前景。但是活性砂过滤器２４ｈ连续洗砂，流动态的滤料表面不断被清洗势必造成微生物难以附着在表面上形成生物膜，导致过滤器整体生物量少，对有机污染物去除很有限：Ｋｒａｍｅｒ等［７］运行６个活性砂过滤器，ＣＯＤ去除率仅为１１％；王东等［８］采用活性砂过滤器深度处理二沉池出水，在ＰＡＣ投加量为３０ｍｇ／Ｌ的条件下ＣＯＤ平均去除率为３５３６％；李善仁等［９］用流砂微絮凝过滤器深度处理炼油厂生化出水，在ＰＡＣ投加量为１５ｍｇ／Ｌ时ＣＯＤ的去除效果３１５％，而直接过滤时ＣＯＤ的去除率仅１０３％。活性砂过滤器主要通过絮凝及过滤去除呈悬浮态的颗粒有机物和胶体状的大分子物质［１０］，过滤精度不如固定滤床［６］，而传统滤池存在占地面积大、不能彻底清洗滤料、有周期性水质波动、滤层易阻塞等问题［１１］。针对以上不足，笔者等提出生物活性炭反应器（ａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｂｉｏｆｉｌｔｅｒ，ＡＣＢ），试图对活性砂过滤器进行挂膜启动，并将连续滤料清洗模式改为间歇滤料清洗模式以保持反应器体内一定的生物量。这样能够具备活性砂过滤器的优点，又不必２４ｈ连续洗砂，更加节能，相比活性砂过滤器有较好的过滤精度，还兼具过滤和生物降解功能，达到高效低耗、易管理的目的。生物活性炭反应器继承活性砂过滤器的洗砂方式，能彻底清洗滤料，在清洗滤料过程中亦可正常过滤，不用停机，克服了传统滤池容易堵塞的缺点［１２］。表１比较了传统滤池、活性砂过滤器、生物活性炭反应器的特点。收稿日期：２０１３－１０－１５基金项目：广西科学研究与技术开发计划项目（桂科攻１０１２４００２－３；桂科转１２９８０１０－１）；广西教育厅科研项目（桂教科研ＹＢ２０１４１３６）；桂林市科学研究与技术开发计划项目（２０１３０１１６－３）；广西矿冶与环境科学实验中心项目（ＫＨ２０１２ＺＤ００４）作者简介：施钦（１９８８—），男，硕士，研究方向：水污染控制，３９８９２９５７１＠ｑｑｃｏｍ。通讯作者：李金城，博士，教授，１０７９７７３９７＠ｑｑｃｏｍ。引文格式：施钦，莫德清，李文文，等．生物活性炭反应器的挂膜试验［Ｊ］．桂林理工大学学报，２０１４，３４（３）：５７３－５７８．表１传统滤池、活性砂过滤器、生物活性炭反应器的特点比较Ｔａｂｌｅ１Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｍｏｎｇｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｉｌｔｅｒ，ａｃｔｉｖｅｓａｎｄｆｉｌｔｅｒ，ａｎｄａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｂｉｏｆｉｌｔｅｒ项目传统滤池活性砂过滤器生物活性炭反应器滤料清洗模式间歇反冲洗连续洗砂间歇滤料清洗反冲洗系统需要反冲洗泵、冲洗水箱等反冲洗设备不需要反冲洗设备不需要反冲洗设备占地面积需设混凝池、澄清池等，占地面积大集混凝、过滤、澄清于一体，占地面积小占地面积小承托层有无无出水水质较好，但有周期性水质波动，不稳定好，滤料清洗及时，出水水质稳定好，出水较为稳