再生水工艺中曝气生物滤池的特性研究_王虹

再生水工艺中曝气生物滤池的特性研究王虹(北京中冶设备研究设计总院有限公司,北京100029)摘要:对再生水工艺中曝气生物滤池(BAF)的运行特性进行了试验研究,结果表明:BAF对浊度的平均去除率为72%,出水浊度稳定在5NTU以下;COD最佳水力负荷为7mh,最佳容积负荷为5.89kg(m3·d);NH+4-N最佳水力负荷为5.0mh;水力冲击负荷对硝化菌的影响较小,而对异养碳化菌影响较大。关键词:曝气生物滤池;再生水工艺;运行特性;水力负荷;容积负荷STUDYONCHARACTERISTICSOFBIOLOGICALAERATEDFILTERPERFORMANCEINRECLAIMEDWATERPROCESSWangHong(CentralResearchandDesignInstituteofMetallurgicalEquipmentCo.,Ltd,MCCGroup,Beijing100029,China)Abstract:ThecharacteristicsofBAFrunninginreclaimedwaterprocesswerestudied.TheresultsshowedthattheaverageturbidityremovalrateofBAFwas72%andtheturbidityofeffluentwasbelow5NTU;thebesthydraulicloadofCODwas7mhandthebestvolumeloadwas5.89kg(m2·d);thebesthydraulicloadofNH+4-Nwas5.0mh;hydraulicimpactloadhadlessaffectiononautotrophicbacteria,butlargeroneonheterotrophicbacteria.Keywords:biologicalaeratedfilter(BAF);reclaimedwaterprocess;characteristicsofBAFperformance;hydraulicload;volumeload随着科技的进步,曝气生物滤池被广泛的应用于各个领域,尤其在冶金、造纸和焦化废水再利用上更是初见成效。曝气生物滤池(BiologicalAeratedFilter,BAF)在氧化作用的机理上,与传统的生物膜反应器有较大差异[1-5]。由于强化了生物作用,在有机物和氨氮等与生物作用相关的指标方面,BAF具有较强的去除能力。但由于二级出水中的有机物以微生物代谢产物和少量的残留有机物为主要组分,浓度低且难降解,如何进一步高效去除这部分有机物已成为污水再生中的一大难题。本文在试验的基础上,从再生水工艺中BAF对有机物和氨氮的去除性能入手,分析了曝气生物滤池在去除有机物和氨氮方面的特性,考察了运行条件对滤池内有机物降解效能及抗冲击能力等的影响。1试验装置及方法采用4根DN200mm×3000mm的有机玻璃柱作为试验滤柱,沿滤柱高度每100mm设有1个取样口;选择页岩陶粒作为滤料,滤料粒径2.5～5.0mm。图1为试验装置示意图。1—原水水箱;2—滤柱;3—水泵;4—流量计;5—阀门;6—角阀;7—气体流量计;8—反冲洗水箱;9—空压机。图1试验装置试验采用某家属区的生活污水经二级生物处理后作为试验用水,试验期间,水质变化如表1所示,水温12～28℃,pH为7.02～8.5。表1试验原水水质mgL指标数值指标数值ρ(COD)27.9～122.49ρ(亚硝酸氮)0～7.34ρ(氨氮)8.07～57.66ρ(硝酸氮)0～1.29ρ(总氮)17.20～60.12ρ(总磷)1.10～2.539环境工程2009年6月第27卷第3期DOI:10.13205/j.hjgc.2009.03.007试验采用下向流气水逆向运行方式,反冲洗采用气水联合,周期根据出水水质及试验要求来确定,一般为48～120h。试验期间对滤柱的进出水分别测试以下指标:水温、溶解氧(DO)、pH值、浊度、COD、SCOD、NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N和SS。试验取样均在滤池运行稳定时进行。2试验结果及分析2.1BAF对浊度的去除效果在滤速为7mh、气水比3∶1的试验条件下,曝气生物滤池对浊度去除效果如图2所示。图2曝气生物滤池浊度去除效果由图2可知,试验过程中,进水浊度平均为12.7NTU,出水浊度平均为3.5NTU,平均去除率为72.0%。尽管进水波动相对较大,但出水浊度基本稳定在5NTU以下,基本满足市政杂用水对浊度的要求。尤其在进水浊度为23.2NTU时,出水浊度为6.5NTU,去除率为71.98%,说明曝气生物滤池对进水浊度具有很好的抗冲击负荷能力。曝气生物滤池内微生物作用对浊度的去除可以归结为以下三个