上流式曝气生物滤池处理城市污水_肖文胜

上流式曝气生物滤池处理城市污水肖文胜1,徐文国1,齐兵强2(1.北京理工大学化工与环境学院,北京100081;2.清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘要:采用上流式曝气生物滤池处理城市污水,在一定工艺条件下,处理后出水水质可达到国家污水排放标准或生活杂用水标准。关键词:污水;曝气生物滤池;上流式中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:1000-4602(2003)02-0049-02基金项目:“九五”国家科技攻关课题(96-909-03-01)曝气生物滤池(BAF)为一种新型污水处理技术,国外在20世纪80年代开始对其进行研究,于80年代末基本成型。目前,国外投入工业化运行的装置仅有几百座,而国内还未见报道。国外的运行经验表明,采用曝气生物滤池处理污水,可显著节约占地面积、基建投资和运行管理费用。该工艺可独立建立,也可与其他污水处理工艺组合应用,处理效果更是传统污水处理工艺无法比拟的。清华大学环境系在多年运用曝气生物滤池处理微污染源水研究的基础上,筛选了一种新型滤料———球形陶粒,并将它装填于曝气生物滤池中对城市生活污水进行处理。1试验流程及工艺条件1.1试验流程曝气池采用上向流操作(气、水均从底部进入,同向向上流动),试验流程见图1。图1试验流程图1.2操作条件污水取自清华大学北门排污口,平均水温为15～16℃,COD为300～400mgL,BOD5为120～145mgL。一级BIOFOR:滤速为6～7mh,床深为5.7m,气水比为(2～1)∶1,滤料装填高度为4m,反冲周期为24～48h,空床水力停留时间为30～40min。二级BIOFOR:除反冲周期为48～120h外,其余与一级BIOFOR相同。1.3填料球形陶粒,直径为3～5mm,外观为暗红色,材质密度为1.5gcm3。2试验结果及讨论2.1一级BIOFOR对COD和NH+4-N的去除试验在秋冬季节进行,污水浓度变化较大,COD值在300～400mgL之间波动,每间隔12h进行一次取样及测试,最终取得的统计平均值见表1。表1一级BIOFOR对COD及NH+4-N的去除项目进水浓度(mgL)出水浓度(mgL)去除率(%)COD330.684.374.5NH+4-N27.318.233.3从表1可以看出,一级BIOFOR对COD有较高的去除率(可达到74.5%),而对NH+4-N的去·49·中国给水排水2003Vol.19CHINAWATER&WASTEWATERNo.2除率较低(仅为33.3%)。分析原因,主要是由于进水COD值较高,使异养菌增殖较快,从而抑制了自养菌的生长,同时大量溶解氧被异养菌利用使硝化菌等自养菌在溶解氧的竞争中处于劣势,活性也受到抑制,造成对NH+4-N的去除率较低。另外对COD的高去除率还归因于生物陶粒表面的生物絮凝作用可以有效地截留部分有机物。2.2二级BIOFOR对COD及NH+4-N的去除对COD及NH+4-N的去除效果见表2。表2二级BIOFOR对COD及NH+4-N的去除项目进水浓度(mgL)出水浓度(mgL)去除率(%)COD84.345.246.4NH+4-N18.20.4695.7从表2可以明显看出,在二级BIOFOR中系统对NH+4-N的去除是相当明显的,总去除率可达98%以上,出水NH+4-N值完全符合国家排放标准。而对COD的去除较一级BIOFOR有明显下降。分析原因,主要是由于在二级BIOFOR中进水COD值已较低(<100mgL),异养菌的种群优势受到抑制,而硝化菌、亚硝化菌等自养菌的生长、活动得到加强,对氨氮的氧化作用明显,宏观上表现为对NH+4-N的去除率较高,这与2.1的分析是相符的。2.3一级、二级BIOFOR对SS、浊度的去除去除效果见表3。从表3可以明显看出,对SS的去除主要集中在一级BIOFOR中,去除率达90.6%,浊度也呈明显下降趋势;而在二级BIOFOR中,对SS的去除率明显小于一级BIOFOR,其主要原因可能是SS值已达到底线,完全清除已不大可能,另外生物膜的更新脱落也会抵消一部分对SS的去除效果。表3BIOFOR对SS及浊度的去除项目进水出水SS(mgL)浊度(NTU)SS(mgL)浊度(NTU)SS去除率(%)浊度去除率(%)一级BIOFOR91.51688.623.990.685.8二级BIOFOR8.623.95.18.340.765.3一级BIOFOR能够有效去除SS的主要原因是滤料对SS的有效截留与吸附,但当大量SS截留在滤料中时,一方面会使水头损失加大,另一方面缩短了反冲洗的周期,所以最好应在一级BIOFOR之前设计沉淀池以降低进水SS浓度,从而能在BIO-FOR中更快、更顺利地完成对COD、NH+4-N的去除。3结论①采用上流式曝气生物滤池处理城市生活污水,即使在秋