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上向流曝气生物滤池中有机氮沿程转化规律与生物特性研究_张文艺

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文档简介:

第24卷第6期农业工程学报Vol.24No.62342008年6月TransactionsoftheCSAEJun.2008上向流曝气生物滤池中有机氮沿程转化规律与生物特性研究张文艺1,2,3,夏绍凤2,董清玉2,张仲敏2,韩晓晶2(1.江苏工业学院环境工程系,常州213016;2.安徽工业大学环境工程系,马鞍山243002;3.污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京大学环境学院,南京210093)摘要:为揭示上向流曝气生物滤池中有机氮沿程转化规律及其微生物特性,优化滤池的设计与运行,以有机氮废水为处理对象,在水力负荷0.329~0.505m3/(m2·h)、气水比4-5:1、沿程DO3.0~5.85mg/L、不加任何有机碳源的情况下,研究氮元素沿程转化规律。结果表明:曝气生物滤池内有机氮氨化与硝化同步进行,90%以上的溶解性有机氮(DON)转化为NO3-N;滤池沿程各段对于TKN的降解进程(TKN→NH3-N)与NH3-N的硝化进程(NH3-N→NO2--N→NO3--N)一致;微生物总量沿水流方向呈逐渐递减趋势;生物耗氧速率(OUR)沿程逐渐减小,OUR数量级为101mg/(g·h)。该研究可为硝化滤池的设计提供理论依据以及滤池运行参数的优化提供技术支持。关键词:曝气生物滤池;溶解性有机氮;氨化作用;硝化作用;生物耗氧速率中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1002-6819(2008)-6-0234-05张文艺,夏绍凤,董清玉,等.上向流曝气生物滤池中有机氮沿程转化规律与生物特性研究[J].农业工程学报,2008,24(6):234-238.ZhangWenyi,XiaShaofeng,DongQingyu,etal.Regularityoforganicnitrogentransformationandbiologicalcharacteristicsalongup-flowbiologicalaeratedfilterreactor[J].TransactionsoftheCSAE,2008,24(6):234-238.(inChinesewithEnglishabstract)0引言曝气生物滤池(BiologicalAeratedFilter简称BAF)是一种在生物接触氧化工艺的基础上引入饮用水处理中的过滤思想而产生的一种废水处理工艺[1]。近年来,应用BAF处理城市污水和工业废水的研究和工程报道较多,主要研究内容包括脱碳、脱氮、除磷工艺特性,生物膜特性及沿程生化特性[2-8]等。工农业生产中含有机废水量较大,其中的氮元素是水体富营养化主要原因,对于废水中氮的去除研究一直是水处理领域的一大难题[9-13]。研究表明,在上向流BAF中,由下至上由于各段NH3-N负荷及其它水力条件不同,会造成各段生物活性及DO的不同,从而会出现反应器沿程各段对NH3-N的去除能力不同[14]。上向流曝气生物滤池反应器作为一种推流式反应器[15,6],其在无有机碳源情况下的硝化特性研究鲜见报道。本文主要研究:①曝气生物滤池在处理无有机碳源、含溶解性有机氮(DisssolvedOrganicNitrogenDON)废水时,氮元素转化规律;②曝气生物滤池沿程各段微生物总量、活性与硝化作用之间的关系。以便为硝化滤池的设计提供理论依据和滤池的运行参数优化提供技术支持。1试验材料及方法1.1废水来源及水质试验用水为人工配制的CO(NH2)2废水,是一种无任何有机碳源的单一污染物废水。主要水质指标为:pH收稿日期:2006-12-12修订日期:2008-05-16基金项目:国家“863”计划课题(2002AA6010124n)作者简介:张文艺(1968-)男,博士,教授,主要从事水污染治理与工艺自动化研究.常州江苏工业学院环境工程系,213016,Email:zhangwenyi888@sina.com值6.8~8.5、总凯氏氮(TKN)浓度为40~60mg/L、温度18~25℃。1.2试验装置试验装置如图1所示,曝气生物滤池反应器用圆柱型有机玻璃柱制作,高2.m、直径0.184m、容积79.7L,内装35.9L粉煤灰滤料,滤料层高1.35m。由下至上共设有4个取样口,试验同时检测4个取样口及进水5个水样。采用上向流方式进水(滤池底部进水),滤板、长柄滤头布水,上部排水,采用压缩空气经单孔膜扩散器进行曝气。图1试验装置图Fig.1Schematicofthetester粉煤灰滤料参数:粒径3~5mm,堆积密度0.89g/cm3,破碎率0.07%,比表面积4.8m2/g,孔隙率35%,磨损率5.3%,盐酸可溶率0.5%。第6期张文艺等:上向流曝气生物滤池中有机氮沿程转化规律与生物特性研究235运行参数:进水流量为9~19L/h;气水比为4-

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