气水比对曝气生物滤池处理碱法草浆中段废水的影响_刘春

-52-上海造纸第40卷第3期曝气生物滤池是八十年代末九十年代初在普通生物滤池的基础上，借鉴给水滤池工艺而开发的污水处理新工艺，适合用于废水的三级处理。其最大的特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体,节省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。曝气生物滤池在运行时受到的影响因素很多，包括气水比（溶解氧DO）、水力负荷、进水有机负荷、填料层高度、温度、酸碱度等。本实验采用碱法草浆中段废水运行自行设计的实验用曝气生物滤池，研究了不同气水比（即不同DO含量）对其处理效果的影响，从而为曝气生物滤池在造纸废水领域的应用提供参考和借鉴。1材料与方法1.1实验装置本实验曝气生物滤池设计为BIOFOR结构；依据BOD5有机负荷法设计计算滤池池体，得到实验装置的主要设计参数如下：主体高度1.85m，直径8cm，滤料层高度1.2m，有效容积6.04L，测压管直径10cm。1.2实验原料1.2.1实验用水实验用水取自西安银泉纸业有限公司污水处理厂的初沉池出水，水质指标如表1。图1试验装置示意图表1实验用中段废水水质1.2.2接种污泥实验用接种污泥取自西安某纸厂二沉池回流污泥VSS/SS为0.871。1.2.3滤料石英砂滤料（取自建筑工地）陶瓷滤料（购自西安某水处理公司）1.3实验仪器及方法CODcr采用重铬酸钾法[1]：ｐＨ采用PHS-25型酸度计测定；ＳＳ采用标准重量法测定[1]；UV254采用紫外分光光度计测定；浊度和TC采用DR2010型分光光度计测定；溶解氧采用JPB-气水比对曝气生物滤池处理碱法草浆中段废水的影响刘春张安龙（陕西科技大学造纸工程学院，陕西西安，710021）摘要：该文研究了水温24.2~31.0℃，HRT=1.5h的工况条件下，不同气水比对曝气生物滤池处理碱法草浆中段废水效果的影响；发现对浊度去除率的影响不大；气水比为3：1时的容积负荷可达4.3kgCOD/（m3·d），出水CODcr平均值为325mg/L，UV254去除率可达56.7％。关键词：曝气生物滤池；气水比；碱法草浆中段废水-53-2009年6月607型便携式溶氧仪测定；水的流量采用BT-100型恒流泵测定；气体流量采用气体流量计控制，且进入反应器的气体经压力为0.04ＭP的空压机处理。2结果与讨论气水比是指曝气量与进水流量之比，直接影响到滤池内溶解氧浓度。一定的气水比是保证污水生物处理正常运行的必要条件。另外，曝气生物滤池的气水比也是影响运行成本的重要因素。由于多方面的因素影响着反应器溶解氧和传质效果，所以气水比的选择是在确定了反应器的型号、处理规模、曝气方式、滤料以及废水处理要求等工艺条件后，针对一定的环境和废水的水质条件优化供气量的方法。工艺运行中所用的气水比主要与污水中污染物浓度、去除率以及反应器氧的利用率有关；反应器进水污染物浓度高，若去除率越大，所需气水比越高；反应器内氧的利用率越低所需的气水比亦越高。本试验稳定运行期间的水温控制在24.2~31.0℃，平均温度为27.6℃，HRT=1.5h、以每隔一周为一个周期，分别按照气水比为1:1、2:1、3:1和4:1研究其对碱法草浆中段废水处理效果的影响。2.1不同气水比的浊度去除效果浊度是生物膜法处理效果的重要影响因素，如果进水浊度过高，即含有较高的悬浮物和胶状物，这些物质一方面会沉降和粘附于滤料生物膜表面，妨碍微生物与水中污染物、溶解氧的传质过程，降低生物膜的活性；另一方面，它们也会在滤料上积累，使滤料的比表面积下降，微生物数量减少，导致生物处理效果的下降[2]。由图2可见，在四种不同的气水比作用下，生物曝气滤池对浊度的去除受气水比影响不大，去除率基本可以维持在76％以上，出水浊度平均值为82FAU。在给定的周期范围内，生物滤池在四种不同气水比下的浊度平均去除率依次为77.3％、80.2％、81.2％和78.7％。可见，气水比从1：1增加到3：1时，因气水比的提高有利于微生物的生长、繁殖，使其代谢能力增强，故反应器对浊度的去除有所提高，但是这样同时也会增加滤料内的局部紊流和工艺曝气对好氧区生物膜的冲刷，造成浊度的增加，因此浊度的增加幅度随气水比的提高越来越小。而当气水比增加到4：1时，浊度去除率下降，这是因为部分老化脱落的生物膜和固体颗粒被冲出生物滤池而导致出水浊度升高的缘故。从去除效率来看，气水比2：1和3：1都基本上可以满足浊度去除目的，对应的平均出水浊度分别为83FAU和71FAU。图2不同气水比下浊度的去除2.2不同气水比CODcr去除效果CODcr是反映有机物污染程度的指标。曝气生物滤池通过生物膜上好氧异养菌的新陈代谢活动，对有机物进行氧化、分解，使之无机化、稳定化。因此DO的水平影响着好氧异养菌的繁殖和生长，进而影响着CODcr的去除效果。图3是在不同气水比工况下反应器对COD