沸石_石英砂生物滤池处理微污染水中试研究_杨艳玲

沸石-石英砂生物滤池处理微污染水中试研究杨艳玲1,李星1,张晔1,李圭白2(1.北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室,北京100022;2.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090)摘要:通过中试考察了沸石-石英砂双层滤料生物滤池处理微污染水的运行效能,探讨了生物滤池处理此类水体的可行性.结果表明,生物滤池可以有效地提高出水水质,对浊度、CODMn、波长为254mm的紫外吸光度A254、NH3-N和NO-2-N的去除率分别达到93.5%、38%、40%、95%及100%,而且工作区间主要集中在滤层上部30cm内;反冲洗对滤料表面附着的微生物膜影响很小,生物膜在反冲洗后1～2h内能恢复到反冲洗前的水平.因此,对于该污染水源水,采用沸石-石英砂生物滤池替代原有普通滤池.关键词:生物滤池;微污染水;中试;给水处理中图分类号:TU991.2文献标识码:A文章编号:0254-0037(2006)12-1067-04收稿日期:2005-12-28.基金项目:国家高技术发展计划资助项目(863-2004AA601020);北京市属市管高校人才强教计划资助项目(05004014200607)作者简介:杨艳玲(1964-),女,副研究员,辽宁法库人.某江水为香港、深圳等市的饮用水源,由于沿江排污,水中NH3-N等指标严重超标,为3类水质,现有常规处理工艺无法保证供水水质.生物滤池对微污染水的处理作为一种好氧处理技术发展起来的,其原理是使净化微生物附着在固定的载体上,当水流经滤料表面时,通过有机营养物的吸附,氧向生物膜内部的扩散以及生物氧化等作用对污染物进行降解.本研究根据江水的污染特点以及沸石滤料生物滤池在微污染水源水的处理效果[1-5],采用沸石-石英砂双层滤料生物滤池工艺对沉淀后出水进行处理,考察该工艺沿水流不同高层对浊度、NH3-N、NO-2-N、CODMn及A254指标的去除效果,同时考察反冲洗对滤池生物膜的影响,该研究为水厂普通滤池改造成生物滤池的可行性提供了试验依据.1试验装置与进水水质图1工艺流程示意图Fig.1Schematicdiagramoftreatmentprocess中试试验装置如图1所示,主要实验装置为一个生物滤池,滤柱直径为140mm,高度为4.0m;其中上层沸石滤料的高度为80.0cm,粒径为0.8～1.2mm,下层石英砂滤料的高度为40.0cm,粒径为0.75mm.试验期间生物滤池的流速为7.5～8.0m/h.滤后水由水箱收集,反冲洗时,ρCODMn从水箱中抽水对试验滤池进行冲洗.试验水温为23～28℃;pH为6.82～7.53;ρCODMn为0.96～9.00mg·L-1;浊度为27～72NTU;ρ(NH3-N)为0.51～2.88mg·L-1;ρDO为4.90～7.39mg·L-1.第32卷第12期2006年12月北京工业大学学报JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.32No.12Dec.20062试验结果与分析试验中2个滤柱均采用强化挂膜方式,在整个挂膜期间,每天对进出水中的NH3-N、NO-2-N、CODMn及DO进行检测,待NH3-N、NO-2-N等指标的去除达到稳定,表明生物膜已经成熟,即认为生物滤柱挂膜基本完成.2.1生物滤池运行效能2.1.1生物滤池对浊度的去除效果图2生物滤池的不同深度对浊度的去除效果Fig.2Turbidityremovalalongdepthofbiofilter图2为生物滤池沿程对浊度(n)的去除效果,随着滤层深度的增加,滤池出水的浊度迅速下降,滤池最终出水浊度的去除率为93.5%,滤层深度为30cm时对浊度的去除率达到了85%,说明了生物滤池对浊度的去除主要是依靠滤层上部30cm的沸石滤料层,滤层下部的石英砂主要起防止浊质穿透作用.在生物滤池内,对于浊度的去除有2个作用,一个是未被生物膜覆盖的滤料表面对悬浮颗粒的传统吸附截留作用,另一个是滤料上附着的贫营养微生物膜借助于较大的比表面积和微生物分泌的黏性物质对悬浮颗粒的生物吸附作用,同时,滤料生物膜表面之间,仍有传统的吸附截留作用,即生物滤池对浊度的去除是由传统吸附截留作用和生物吸附作用共同完成的[6].2.1.2生物滤池对有机物的去除效果从图3可以看出,生物滤池对CODMn的去除率为38%,在滤层30cm处对CODMn的去除率达到了34%,占总去除率近90%,吸收有机物的生物膜主要集中在滤层表面30cm内,这是由于生物滤池进水中的有机物含量本身就比较低,随着有机物沿滤层深度不断被微生物降解去除,到达滤层下部的可被微生物吸收利用的有机物就非常少了,因而下层对有机物的降解非常有限.图3生物滤池的不同深度对CODMn的去除效果Fig.3CODMnremov