影响曝气生物滤池处理小区生活污水效果因素的研究_赵云鹏

民营科技2008年第9期150!!MYKJ市政与路桥影响曝气生物滤池处理小区生活污水效果因素的研究赵云鹏1韩涛2(1、黑龙江建筑职业技术学院,黑龙江哈尔滨1500002、黑龙江信达设备安装有限公司,黑龙江哈尔滨150000)引言目前,我国城市污水处理率较低,到2010年城市污水规划处理率只有40%[1]。近年来城市污水处理技术快速发展,曝气生物滤池(BiologicalAerat-edFilter,简称BAF)工艺就是其中的一个代表,在我国得到了广泛应用。但是仍然存在设计参数的不确定性。从工程的角度,采用有效容积为2.4m3的中试反应设备,以北方某一居民小区的生活污水为处理对象,对影响曝气生物虑池处理效能的表面水力负荷(q)、温度、气水比进行了研究,确定了相关的工程控制参数,为曝气生物虑池的工程应用奠定了基础。1试验装置与方法1.1实验装置。中试反应系统装置。主体设备为圆柱形上向流曝气生物滤池,由不锈钢制成,高4.5m、内径1.0m,有效容积2.4m3;底部设有穿孔管,用于布水和反冲洗;底部另设布气穿孔管两套,一套用于曝气,另一套用于反冲洗时的布气。填料为膨胀粘土颗粒,球型,粒径3~5mm,不均匀系数K60=1.8,颗粒比重1.56Kg/m3,堆积孔隙率0.44;填装高度3.0m。填料层下部为承托层,承托层由重质瓷球组成,从上至下瓷球直径依次为4mm、8mm、15mm、30mm,每层高度100mm。反应器壁上每间隔30cm设有1个取水口,共10个,用于采取水样和测量水头损失。1.2运行控制。反应设备以表面负荷(q)1m3/m2h启动,并连续运行,未进行接种活性污泥,气水比控制在2:1~4:1的范围。为考察不同水力负荷对曝气生物虑池处理效能的影响,设置了1、2、3、4m3/m2h等4个不同水力负荷条件,在每一水力负荷条件下连续运行14d。曝气生物滤池是一种周期运行的水处理设施,随着曝气生物滤池的运行,悬浮物的逐渐积累,水头损失逐渐增加,为保证出水水质,必须定期进行冲洗。滤池冲洗周期根据水头损失来确定,根据先期进行的实验结果,以1.4m水头损失为指标进行反冲洗周期的控制,冲洗操作顺序如下:气洗5min:关闭进水,以表面流速25m/h通入空气;气水联合反冲洗10min:保持气速不变,以表面流速20m/h通入清水;清水漂洗:停止进气,保持水漂洗10min;静沉10min。1.3分析项目及方法。中试设备运行过程中,每天检测的水质指标主要包括CODCr、NH4+-N、SS、pH和溶解氧(DO)等,其中,CODCr、NH4+-N、SS均依照美国水工业协会发布的标准方法,pH值采用PHS-3C型酸度计,溶解氧和温度采用JBB607溶解氧测定仪。2结果与讨论2.1表面水力负荷对SS、COD、NH4+-N去除率的影响。表面水力负荷(q)是曝气生物滤池运行的重要参数,直接影响SS、COD、NH4+-N的去除率。中试系统装置首先在水力负荷为1.0m3/m2h、20℃及气水比为3的条件下启动并达到运行稳定(冲洗周期控制在32~36h),并在温度和气水比保持不变的前提下,进一步考察了曝气生物虑池在2.0、3.0、4.0m3/m2h等不同水力负荷条件下,对SS、COD、NH4+-N的去除情况(如图)。从图所示的运行结果可以看出,中试曝气生物滤池对废水的SS和COD去除率,均表现出一致的规律,即每一次q的提高,都会导致SS和COD去除率的暂时下降,但随着运行时间的延续,又都会逐渐回升,并在3～5d后达到稳定。就SS的去除来看[图(a)],在q分别为1、2、3、4m3/m2h等4个不同水力负荷条件下达到运行稳定时,中试曝气生物滤池出水的SS浓度均稳定在6.5mg/L左右,而SS去除率均稳定在85左右。可见,在进水SS为50mg/L的条件下,中试曝气生物滤池对SS的去除率十分稳定,q的提高并未对SS的去除率造成影响。中试曝气生物滤池,通过生物膜填料的吸附和过滤作用,可以有效去除废水中的SS。然而,q的提高,却对中试曝气生物滤池对COD[图(b)]和NH4+-N[图(c)]的去除产生了显著影响。在q分别为1、2、3、4m3/m2h等4个不同水力负荷条件下达到运行稳定时,中试曝气生物滤池对COD的去除率分别稳定在92%、91%、90%和88%左右,而对NH4+-N的去除率则分别稳定在98%、92%、65%、25%和22%上下。可见,q的提高,对中试曝气生物滤池对NH4+-N的去除影响,要比对COD去除率的影响更为显著。随着q的提高,尽管单位时间内,进入反应系统的COD和NH4+-N总量增加,为生物膜的进一步增长提供了足够的营养条件,但在反冲洗的水力冲刷作用下,填料表面的生物膜厚度受到限制,即中试曝气生物滤池中的生物量达到了饱和,此时,微生物吸收和代谢COD和NH4+