曝气生物滤池_化学沉淀_砂滤的中试应用_王阳

·水·暖·电·气·文章编号:1009-6825(2007)18-0175-02曝气生物滤池—化学沉淀—砂滤的中试应用收稿日期:2007-01-31作者简介:王阳(1968-),女,大连理工大学硕士研究生,高级工程师,辽宁省环境科学研究院,辽宁沈阳110031王阳摘要:介绍了曝气生物滤池—混凝澄清—砂滤组合工艺的试验方法及其试验用水水质情况,并分析了该工艺对CODCr,NH3-N,总硬度,总磷的去除效果,得出了一些有意义的试验结论,为中水回用工程设计提供了可靠的参数。关键词:曝气生物滤池,深度处理,中水回用,组合工艺中图分类号:TU992.3文献标识码:A我国的城市供水中,70%～80%是工业用水,在工业生产用水中水质要求不高的冷却循环水占用水量的80%以上,所以中水的最大用户应是工业用水。虽然不同行业的工业用水对水质的要求差别较大,但还是可以在二级污水处理厂出水的基础上根据不同用水水质标准,经过进一步处理,既可达到适用的目的,又节约了资源成本。除了工业冷却用水外,中水还可以用作工艺用水,即用来洗涤、冲灰、除尘等。中水回用用于工业的工艺用水、冷却用水应具有以下特征:能引起结垢的化合物,如碳酸盐和磷酸盐的浓度应最小;不致因沉积物或是微生物的生长而造成恶臭;在运行条件下不会对冷却系统的制造材料产生腐蚀作用。传统的中水回用工艺通常为在二级生物处理以后采用混凝沉淀过滤工艺[1],该工艺应用上比较成熟,但是存在一定的缺陷,如出水水质不稳定,对氨氮的去除率很低。BAF由于脱氮效果显著,处理效果非常高,并且占地面积小而被广泛作为中水回用技术[2]。BAF与混凝澄清过滤组合工艺对城市污水处理厂二级出水进行深度处理,以实现污水的回用。1试验概况1.1试验方法根据中水回用水质的要求以及某城市污水厂二级出水水质的具体情况,设计了曝气生物滤池—混凝澄清—砂滤组合工艺,该工艺设计进水量为120m3/d。通过烧杯及小试试验,确定混凝剂、助凝剂分别选用聚合硫酸铁(PFS)、聚丙烯酰氨(PAM),并在本试验中确定最佳投加量分别为30mg/L,1mg/L。投加石灰根据BAF出水水质情况分别确定投加量为170mg/L～230mg/L;相应的硫酸调整投加量在90mg/L～110mg/L浮动。砂滤池反冲周期为24h,滤速为12m/h。所有加药设备都为计量泵。1.2原水水质试验原水取自沈阳某城市污水厂二级出水,其各项指标见表1。表1原水水质项目CODCrmg/LNH3-Nmg/LSSmg/L硬度(CaCO3)mg/LTPmg/L色度度最大值8121283258.585最小值23.95.27.91492.033.8平均值47.213.115.2242.54.656.72试验结果与讨论2.1BAF挂膜启动本试验的启动方式采用直接通入要处理的水逐步提高滤速启动,考虑到原水为污水厂二级出水,可生化降解性差的问题,在启动初期添加了一部分葡萄糖和甲醇作为其营养物质来源。生物膜培养初始阶段BAF进水量为1m3/h,调节曝气量以控制溶解氧达到3mg/L。经过30d的运行,滤速从1m3/h逐步提升到5m3/h,陶粒表面出现红褐色绒状物,通过显微镜观察发现生物膜上出现大量原生动物和后生动物,如草履虫、鞭毛虫、红斑瓢体虫等菌胶团,此时BAF中生物种群丰富、结构完整、功能稳定的生态系统,出水COD稳定在28.6mg/L以下,出水NH3-N值基本稳定在1mg/L以下,生物膜驯化阶段基本完成。2.2对CODCr的去除效果在挂膜完成以后,BAF—化学沉淀—砂滤组合工艺对CODCr的去除效果详见图1。由图1可知,该组合工艺对城市污水厂二级出水CODCr具有较好的去除效果,CODCr平均去除率达45.6%,处理后出水CODCr非常稳定,最大值为28.6mg/L。BAF的去除效果主要有两个方面作用的结果:1)CODCr的去除主要依赖于滤料表面的生物膜的净化作用;2)依靠滤料的截留作用。不可生物降解的部分CODCr以及曝气生物滤池带出来的生物膜则是通过后续混凝、澄清池沉淀、过滤等工艺去除。2.3对NH3-N的去除效果NH3-N的去除主要是靠硝化反应将氨氮转化为硝酸盐氮。在BAF中,通过空气泵供氧,在亚硝酸菌(Nitrosomonas)参与下将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-),然后在硝酸菌(Nitrobacter)参与下将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)[3],从而使NH3-N得到去除。普通澄清池加Ca(OH)2进行化学沉淀,理论上只能脱除城市污水厂二级出水中NH3-N的10%～20%,不能达到某些循环冷却水NH3-N值低于1mg/L的要求,因此,试验考虑到BAF良好的脱氮功能,在澄清池前加BAF工艺,主要作用就是降解NH3-N。BAF保持溶解氧3mg/L以上,进气量15m3/h。该组合工艺对NH3-N的去除效