曝气生物滤池工艺去除氨氮影响因素分析_张敏

第27卷第6期2011年3月甘肃科技GansuScienceandTechnologyVol.27No.6Mar.2011曝气生物滤池工艺去除氨氮影响因素分析＊张敏,黎云祥(西华师范大学西南野生动植物资源保护教育部重点实验室,四川南充637002)摘要:以四川省眉山市污水处理厂曝气生物滤池为研究对象,对氨氮的去除效果及影响因素进行了探讨。试验结果表明,曝气生物滤池对氨氮去除效果具有一定的抗冲击负荷能力,在进水氨氮平均为45.37mg/L时,平均出水氨氮和去除率分别为10.03mg/L和77.89%,去除效果稳定;水温较高时曝气生物滤池去除氨氮效果较好,低温时其对氨氮去除率的影响较大,因此水温是影响曝气生物滤池去除氨氮效果的主要因素;COD容积负荷对氨氮的去除效果影响较大,随着进水容积负荷增大,氨氮去除效果逐渐降低;曝气生物滤池的pH值在7.0～9.5之间变化时,氨氮去除效果较好,其中以pH值为8.0时最佳。关键词:曝气生物滤池;氨氮;水温;容积负荷中图分类号:X799.3曝气生物滤池(BiologicalAeratedFilter,BAF)是一种集过滤、生物吸附、生物氧化于一体的新型水处理技术。以其水力负荷高、占地面积少、抗冲击能力强、污泥产量少、耗能低等优点在废水处理中逐渐受到人们的广泛重视[1,2],并在采油废水、焦化废水以及印染废水等[3-6]工业废水中得到应用,此外在城市污水处理中也有应用[7,8]。随着水体富营养化的加剧,人们对水中氮、磷的排放要求不断提高。在水体中氮的去除过程中,氨氮的转化是后续反硝化过程的前提,研究氨氮转化过程具有一定的实际意义。本文以眉山市污水处理厂的曝气生物滤池为研究对象,对影响曝气生物滤池的氨氮去除效能的影响因素进行了研究,以期为实际工程提供有效参考和理论依据。1眉山市污水处理厂简介眉山市污水处理厂采用曝气生物滤池工艺(BAF),设计日处理量为4万t。眉山市污水处理厂于2004年12月竣工投入调试运行,已累计处理污水2400多万t,年消减城镇生活COD排放3000t。眉山市污水处理厂2009年日平均处理量为2.97万t,运行负荷率达到74.5%,对推进岷江、思蒙河水污染防治起到了积极作用。2实验材料与方法2.1原水水质实验以眉山市生活污水为二级处理生化废水。原水水质见表1。表1原水水质项目水温(℃)COD(mg·L-1)NH+4-N(mg·L-1)TN(mg·L-1)TP(mg·L-1)最小值719327.8251.313.21最大值3046354.8486.367.39平均值1832245.3765.254.732.2测试项目与方法常规水质分析方法[8]:COD,重铬酸盐法;NH+4-N,纳氏试剂比色法。3结果与讨论在基准条件下,测得氨氮浓度随时间的变化情况,如图1所示。出水氨氮平均为10.03mg/L,平均去除率为77.89%,在进水波动较大的情况下,出水氨氮基本稳定在15.11mg/L以下,从图1可以看出,曝气生物滤池具有一定的抗冲击负荷的能力。3.1水温对氨氮去除效果的影响水温是影响微生物代谢活性及其生长的主要因素,大多数微生物的新陈代谢会随着温度的升高而增强,随着温度的下降而减弱。夏季温度较高,生物处理效果最好;冬季温度较低,生物膜的活性受到抑制,处理效果变差。＊四川省教育厅项目(09ZX011);四川省科技厅应用基础研究项目(2008JY0158);四川省重点实验室开放基金项目(XNYB09-04)。通讯作者:黎云祥,Tel:18696590358,E-mail:346584816@qq.com图1曝气生物滤池对氨氮的去除效果当滤速为0.9m/h、曝气量为27L/h且系统稳定运行时,水温对BAF去除NH+4-N效果的影响如图2所示。图2水温对氨氮去除效果的影响从图2可知,当水温为5～10℃时,BAF对NH+4-N的去除率为55.39%～77.45%,平均去除率为66.87%;当水温为10～20℃时,BAF对NH+4-N的去除率为74.22%～81.86%,平均去除率为78.63%;当水温>20℃时,BAF对NH+4-N的去除率为78.36%～86.22%,平均去除率为83.20%。这说明,水温对BAF去除NH+4-N的效果有较大的影响,水温越高则BAF去除NH+4-N的效果越好,反之则越差。这可能是因为水温<10℃时,硝化菌的活性随温度的下降而下降。硝化细菌吸收水中DO及其自身繁殖速度都远远低于异养菌,因此在低温条件下,硝化细菌繁殖速率降低,进而影响了硝化作用效果,从而降低了NH+4-N的去除率。3.2COD容积负荷对氨氮去除效果的影响污水中有机物的质量浓度是影响硝化反应的重要因素。异养菌以较高的生长速率及对溶解氧和生存空间的竞争优势,使得污水的硝化效果在一定程度上受容积负荷的影