两级曝气生物滤池处理生活污水的工艺参数_杨青

收稿日期:2006-07-15基金项目:辽宁省自然基金项目(20022007)作者简介:杨青(1981-),女,博士研究生,主要从事水处理理论与技术研究.文章编号:1671-2021(2007)01-0130-04两级曝气生物滤池处理生活污水的工艺参数杨青1,2,赵玉华1,张林生2,傅金祥1(1.沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳110168;2.东南大学环境工程系,江苏南京210096)摘要:目的研究两级上流式曝气生物滤池(BAF)工艺脱碳硝化原理,确定该工艺运行参数.方法通过实验对比气水比、水力负荷、容积负荷等参数的变化对处理效果的影响.结果接种挂膜需要12～19d,常速启动、加载启动均需1～2d.过滤周期由水力负荷2.6m3/(m2·h)时的65h缩短到水力负荷5.2m3/(m2·h)时的46h;当水力负荷进一步提高到7.8m3/(m2·h)时,出水明显恶化.结论气水比过小,溶解氧不足将抑制好氧微生物活性,影响污染物的氧化分解;气水比过大,富余气泡将减少过水断面面积,缩短水力停留时间,影响处理效果.一级滤池、二级滤池气水比宜分别采用2:1和1.3:1,当水力负荷<5.2m3/(m2·h),出水水质满足杂用水需要.出水底物质量浓度随容积负荷的升高而上升,受水力负荷的影响较小COD容积负荷<2.0kg/(m3·d)和NH3-N容积负荷<0.6kg/(m3·d)时,经两级BAF处理出水在运行周期内能满足排放标准.关键词:两级曝气生物滤;脱碳硝化原理;气水比;水力负荷;容积负荷中图分类号:X703文献标识码:A曝气生物滤池(BiologicalAeratedFilter,BAF)在20世纪80年代末由法国OTV德利满公司结合V型滤池的专利技术开发而成,由于该技术具有人工强制供氧、固液分离过滤、高水力负荷、定期反冲洗等特点[1],因此在水处理系统中应用广泛.经过研究人员不断的改进,逐渐完善成为一种可替代传统处理工艺、适合我国国情的污水处理方法[2].BAF具有显著的脱碳硝化效果,但对其污染物去除机理及工艺参数尚无深入系统的研究,笔者通过对两级BAF气水比、水力负荷、容积负荷等工艺参数的比较与分析,取得了一些针对各级滤池运行机理的经验数值,具有一定的参考价值.1两级BAF脱碳硝化原理生物膜法是通过筛选、驯化等手段培养适合待处理污水的菌种,在载体表面形成生物膜层,利用优势菌对污染物进行新陈代谢,达到净化污水的目的.两级BAF使不同功能的微生物在各自适宜的环境中分别得以加强,脱碳硝化原理如下:脱碳一级滤池(DC)进水的有机物质量浓度较高,异养菌对溶解氧的争夺能力较强,在碱度和pH值适宜的环境中大量的摄取污染物进行新陈代谢,合成自身生命物质,迅速生长为优势菌种,协同滤料截留过滤、生物膜絮凝沉淀等作用降低了有机污染物质量浓度.硝化二级滤池(DN)中随着有机物质量浓度的降低,异养菌受到底物质量浓度的限制而数量减少,耗氧量下降,液相主体中的溶解氧质量浓度逐渐上升,自养型硝化菌成长为优势菌种,生物同化、硝化作用下的氨氮氧化速率也随之加快[3].硝化菌数量是硝化反应的关键,而硝化菌的比生长速率较低,世代期较长,当进水m(COD)/m(NH3-N)>4时硝化菌活性明显受到2007年01月第23卷第1期沈阳建筑大学学报(自然科学版)JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience)Jan.2007Vol.23,No.1抑制[4].设计流量为10L/h,为保证二级进水COD质量浓度<140mg/L、NH3-N质量浓度<35mg/L、BOD容积负荷<2.0kg/(m3·d),一级滤池深度H最少需要约2m.2实验设备与测试方法2.1实验装置采用两级上流式BAF串联,如图1所示.两图1实验装置级有机玻璃柱,高3000mm,外径80mm,内径70mm.一级滤池装填耐冲击负荷性能强的陶粒,粒径3.5～5.5mm,孔隙率0.339;二级滤池装填具有吸附作用的片状果壳活性炭,粒径2.5～4.2mm,孔隙率0.412,均厚2000mm.承托层均厚300mm、粒径5～8mm,内有一穿孔曝气管(内径10mm,穿孔径1mm),同时兼做反冲洗布气管.承托层以上每隔200mm设一取样口,共11个,其中7个为测压点.出水口距离滤层上表面400mm,溢流口高于出水口500mm,距离池顶100mm[5].2.2实验用水及测度方法实验采用模拟生活污水,原水水质情况:COD质量浓度为200～400mg/L,NH3-N质量浓度为10～45mg/L,浊度为10～30NTU,水温为14～20℃,pH值为6.5～7.6.检测项目:原水、一级出水、二级出水的COD、NH3-N、温度、色度等.实验仪器:HH-5化学耗氧仪、UV-9100型分光光度