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两段曝气生物滤池处理生活污水的净化效能_王春荣

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两段曝气生物滤池处理生活污水的净化效能王春荣1,李军2,王宝贞3,张国柱4(1.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083;2.北京工业大学北京水质科学与环境恢复工程重点实验室,北京100022;3.哈尔滨工业大学水污染控制研究中心,哈尔滨150090;4.哈尔滨工业大学深圳研究生院,深圳518055)摘要:采用两段曝气生物滤池进行了生活污水的试验研究,A段反应器进水负荷分别控制在9.17、15.59和22.01m3/(m2·d),气水体积比为6∶1;B段反应器气水体积比控制在2∶1,温度在18~20℃.经过近3个月的试验运行,结果表明:在稳态运行条件下,该系统出水稳定优质ρsCOD<30mg/L,ρNH3-N<4.0mg/L,ρSS<10mg/L,无色无味透明),做进一步的消毒处理后可作生活杂用水.而在负荷变化及实施反冲洗等非稳态条件下,系统出水的sCOD、氨氮、TN和TP出水质量浓度仍保持较低值.试验表明,要维持两段BAF系统持续稳定运行,预处理、适当的反冲洗强度和良好的启动条件是必要的.关键词:两段曝气生物滤池(BAF);稳态运行;非稳态运行;去除率中图分类号:X701.1文献标识码:A文章编号:0254-0037(2006)12-1071-06收稿日期:2005-09-30.基金项目:国家自然科学基金资助(50678008);北京市自然科学基金资助(8052005);北京市科技新星计划项目资助(9558100800).作者简介:王春荣(1978-),女,内蒙古赤峰人,讲师.20世纪80年代末,曝气生物滤池(biologicalaeratedfilter,简称BAF)在欧洲开始发展起来[1].作为一项新的污水处理技术,进入90年代后,掀起了对曝气生物滤池研究和开发的热潮[2-3].它是一种固定膜生物处理工艺,其中的载体填料对运行有重要影响,而外在的运行条件如水力停留时间、温度、溶解氧、水力负荷、有机负荷以及反冲洗方式都对BAF的运行有重要影响.目前,有关专家就稳态条件下生物膜系统的处理情况也做了大量研究[4-7],“稳态”生物膜系统是[8]:当液体质量浓度一定时,反应器内的生物膜即没有净增长也没有净脱落时的状态.稳态的生物膜将一直稳定地去除污染物,直到质量浓度达到某一极限值(Smin),此时部分生物膜受到破损,稳态运行受到破坏.因此,提高或降低有机负荷或水力负荷就能破坏生物膜的稳态运行,引起生物膜的增长或脱落,造成“非稳态运行”.本文针对BAF的运行特点,采用两段曝气生物滤池进行生活污水处理,研究了稳态及非稳态运行阶段系统的运行情况,证实了系统具有良好的处理效果,并探讨了长期稳定运行的控制条件和注意事项,为实际运行提供参考.图1试验装置Fig.1Schematicdiagramofexperiment1材料和方法1.1试验装置本试验装置如图1,2个反应器均由有机玻璃加工而成,外形为圆柱形,直径10cm,其中A段反应器高1.8m,B段反应器高2m,有效容积分别为9.8L和11.8L.两反应器均装有火山岩填料,粒径3~5mm,具体填料特性见表1.第32卷第12期2006年12月北京工业大学学报JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.32No.12Dec.2006表1火山岩填料特性Tab.1Characteristicoflava-media填料占反应器的体积/%A段B段堆积密度/(kg·m-3)实际密度/(kg·m-3)孔隙度/%火山岩67700.628×1031.673×10362.51.2原水及试验方法本试验用水为生活污水,取自北方某大学校家属区,其主要水质参数见表2.该水质为经过筛网过滤后的原水水质.表2生活污水的水质情况Tab.2Qualityofdomesticwastewater项目ρSS/(mg·L-1)ρsCOD/(mg·L-1)ρ(NH3-N)/(mg·L-1)ρTN/(mg·L-1)ρDO/(mg·L-1)pH范围60.21~98.64145.6~330.234.30~40.3838.18~49.220.9~1.66.5~8.18平均值75.8236.538.2045.101.27.2两反应器均从底部进水,气水同向.A段反应器启动时投加一定量的SBR池沉降污泥作为种泥,闷曝3d后改为连续流进水,系统运行15d后对COD和NH3-N的去除率分别达到70%和30%,至此标志挂膜成功.B段反应器在此试验前,一直进行高氨废水的脱氮处理,已经连续运行8个月,其中微生物主要以硝化菌为主,经过15d的启动运行具有良好的脱氮效果.系统启动后,A段反应器分别在9.17、15.59和22.01m3/(m2·d)的水力负荷下运行,气水比6∶1,水温为18~20℃;B段气

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