曝气生物滤池BAF运行效果的主要影响因素_王欣

·水·暖·电·气·文章编号:1009-6825(2007)15-0173-02曝气生物滤池BAF运行效果的主要影响因素收稿日期:2007-01-19作者简介:王欣(1981-),男,西安建筑科技大学环境与市政工程学院硕士研究生,陕西西安710055李可军(1977-),男,西安建筑科技大学环境与市政工程学院硕士研究生,陕西西安710055王欣李可军摘要:结合国内外研究成果,阐述了滤料、底物浓度、水力负荷、溶解氧和反冲洗等因素对曝气生物滤池处理城市污水运行效果的影响,并指出了今后曝气生物滤池的研究课题,以解决配套的除磷问题。关键词:曝气生物滤池,影响因素,运行效果中图分类号:TU992.3文献标识码:A1简介使用生物陶粒(Biolite)作为滤料的曝气生物滤池开发于20世纪80年代末和90年代。曝气生物滤池将污水好氧接触氧化法和给水快滤池各项优点集于一身,除常用生物处理吸附和生物代谢作用之外,还具有了过滤功能[1]。其最大的特点是使用球形滤料,将二级或三级生物处理和固液分离集中在一个处理单元中完成。目前,市场上有三种形式的曝气生物滤池,分别为法国OTV公司开发的Biocarbone,法国得利满公司开发的Biofor和丹麦克鲁格公司开发的Biostyr。2曝气生物滤池运行影响因素2.1滤料2.1.1滤料种类的影响曝气生物滤池中使用的填料应当机械强度好、比表面积大、生化稳定性强、表面呈正电性和亲水性、空隙率及表面粗糙度较高。常用的填料有沸石、石英砂粒、轻质陶粒、膨胀粘土(Biolite)与聚苯乙烯球形颗粒等。天然斜发沸石(Clinoptilolite)具有孔隙度高、比表面积大的特点,对氨氮具有很强的选择性离子交换能力,常用于脱除污水中氨氮的化学处理。同时,沸石作为极性吸附剂也是一种理想的生物载体[3]。韩国的Won-SeokChang等通过对纺织废水的实验研究,得出沸石滤料的处理效果高于砂滤料,其对于NH+4的离子交换能力保证了对于氮氮更好的去除以及抗冲击能力。石英砂粒由于密度大而比表面积、空隙率小,滤料层阻力很大,生物量少,因此滤池负荷不高,水头损失大。相反,轻质陶粒和聚苯乙烯球形颗粒密度小,比表面积、空隙率大,生物量大,因此滤池负荷较大,水头损失较小[1]。使用于Biostyr的聚苯乙烯球形颗粒除上述优点外,因其密度比水小的特性以及滤池的升流式运行方式,滤层分布较优。同时,在反冲洗期间,反冲水以很高的滤速向下通过滤床,引起原先被压缩的滤料向下膨胀,反冲效果很好。2.1.2滤料粒径的影响作为生物膜的载体,滤料的比表面积对生物膜的质量会产生影响。对于某一确定的滤料来说,其比表面积与粒径成反比。因此,粒径较小的滤料会减小滤池的面积并降低投资。RebeccaMoore等通过对粒径为1.5mm～3.5mm>2.5mm～4.5mm,名为StarLightC的膨胀粘土滤料的研究表明,粒径较小的填料出水更为稳定,而当流率为0.41min-1时,使用2.5mm～4.5mm的滤料的滤池在反冲后30min的时间内SS浓度超过20mg/L。清华大学的田文华等[4]对粒径为2mm～3mm的沸石与4mm～5mm的沸石进行比较,因前者与后者的比表面积之比为1.8,因此在硝化滤池中具有更高的氨氮去除率。然而,从运行时间及反冲洗的角度考虑,Moore等认为,对于预先设定的水头损失,使用较大滤料的滤池比使用较小滤料的运行时间长70%。另外,使用小滤料的滤池中水头损失的增长倾向于对数增长而非线性增长。因此,减小滤料的粒径会提高反应器的基质处理能力,但增加反冲要求。由于滤料的粒径对于反应器的运行效果有着很大的影响。因此,不同粒径的滤料会用作不同的用途。2.1.3滤床堆积高度的影响由于异养微生物和自养微生物对空间、溶解氧和有机碳源的竞争,它们在滤层中产生了沿高度的特定空间分布。一定的填料高度为曝气生物滤池的高负荷运行和抗冲击负荷能力提供了条件。Francisco等认为,以陶粒为滤料的曝气生物滤池滤床适宜高度介于1.2m～1.5m之间。在实际运用中,Biofor和Biostyr工艺的常规滤床厚度分别为2.0m～4.0m和1.5m～3.0m。2.2进水底物浓度总的来说,曝气生物滤池中高的进水底物浓度会引起出水中相应成分浓度的提高。当进水底物浓度远远小于该曝气生物滤池的容积负荷对应的浓度时,去除效率随底物浓度的增加而增加,而当进水底物浓度超过某一值时,去除效率反而会下降。当进水底物浓度超过饱和值时,反应器被底物穿透。因此,在实际运行中,控制反应器的容积负荷是很重要的。虽然自养的硝化细菌同异养细菌对于底物、溶解氧等外界因素的要求有很大不同,但是由于曝气生物滤池的推流特性,可在一个反应器中同时完成去除COD和硝化过程,或者分为去除COD和硝化两个阶段,并可增加前置或后置反硝化。对