新型填料曝气生物滤池去除氮化合物的效果_申颖洁

新型填料曝气生物滤池去除氮化合物的效果申颖洁1,吴光夏1,续曙光1,钟慧1,吴琳琳1,杨晔2(1.中国科学院生态环境研究中心,北京100085;2.乌海市海勃湾发电厂,内蒙古乌海016000)摘要:采用聚丙烯腈中空纤维膜段作为上流式曝气生物滤池的填料,就系统启动期间生物膜的形成以及对生活污水中氮化合物的去除规律进行了研究,并考察了稳定运行阶段的气水比、水力停留时间等对硝化和反硝化的影响。试验发现:在载体的外表面进行硝化反应的同时,其内部还发生了反硝化反应;中空纤维膜段的形状结构和表面特点使其适宜作为生物膜的载体。关键词:上流式曝气生物滤池;硝化;反硝化;中空纤维膜;气水比中图分类号:X703文献标识码:C文章编号:1000-4602(2009)09-0083-04NitrogenRemovalbyBiologicalAeratedFilterUsingHollowFiberMembraneasCarrierSHENYing-jie1,WUGuang-xia1,XUShu-guang1,ZHONGHui1,WULin-lin1,YANGYe2(1.ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China;2.WuhaiHaibowanPowerStation,Wuhai016000,China)Abstract:Usingpolyacrylonitrilehollowfibermembraneascarriersinup-flowbiologicalaeratedfilter,thebiofilmformationduringstart-upandtheremovalofnitrogencompoundsfromdomesticsewagewerestudied.Theinfluenceofgastoliquidratio,hydraulicretentiontimeandotherparametersinthestablestageonnitrificationanddenitrificationwasinvestigated.Itisfoundthatthedenitrificationhappensinsidethecarriersandthesimultaneousnitrificationoutsidethecarriersisperformed.Withitssurfaceandshapecharacteristics,thiskindofhollowfibermembranecanbeusedasbiofilmcarrier.Keywords:up-flowbiologicalaeratedfilter;nitrification;denitrification;hollowfibermem-brane;gastoliquidratio基金项目:北京市自然科学基金资助项目(2051002);北京市科技计划项目(D0205004040421)填料作为曝气生物滤池(BAF)的核心组成部分,对其功效有直接的影响。现今已有的接触填料的形状包括蜂窝管状、束状、波纹状、圆形辐射状等,材料多选用玻璃钢、聚氯乙烯、聚丙烯等。笔者基于污水再生回用的发展趋势和实验室膜材料的制作优势,采用聚丙烯腈中空纤维膜段作为上流式曝气生物滤池的填料,研究了对生活污水中主要污染物的去除效果,特别针对氮的去除进行了重点研究,以考察将中空纤维膜段用作BAF填料的可行性。1试验材料及方法1.1试验装置基于BIOSTRY曝气生物滤池的原理,以聚丙烯腈中空纤维膜段作为填料,将生活污水和出水按照·83·第25卷第9期2009年5月中国给水排水CHINAWATER＆WASTEWATERVol.25No.9May2009一定的回流比混合后作为处理对象,对生物膜的形成以及氮化合物的去除规律进行了研究。试验装置如图1所示。图1试验系统流程Fig.1FlowchartofexperimentalsystemA柱和B柱的结构完全相同,其有效容积均为0.66m3,自下至上设置9个取样口,填料分别采用长度为0.5～2cm和2.5～4cm的聚丙烯腈膜丝,因填料密度为0.78～1.07g/m3,故采用上向流运行方式,即污水由底部进入,从顶部排出。装置中设有曝气管和反冲洗布气管,且可根据硝化和反硝化的程度来调整曝气管的位置,自下至上形成不同体积的缺氧区和好氧区。污水首先进入缺氧区,反硝化菌利用进水中的有机物作为碳源实现反硝化,同时将一部分悬浮物截留在滤床内,减轻了好氧段的固体负荷。在好氧段,一方面填料表面的好氧微生物进一步降解有机物,同时硝化菌将NH+4-N氧化为NO