生物活性滤池强化过滤的影响因素研究_黄晓东

生物活性滤池强化过滤的影响因素研究黄晓东1,李德生1,王占生1,段洪雷2,雷晓玲2(1.清华大学环境科学与工程系,北京100084;2.深圳市水务局,广东深圳518046)摘要:以深圳某水库水为原水,采用活性炭为生物活性滤料,进行了生物活性滤池(BARF)强化过滤动态试验。结果表明,BARF对氨氮、亚硝酸盐氮和有机物的生物降解都集中在滤池上部500mm段。在6～14m/h的滤速范围内,滤速对氨氮、亚硝酸盐氮去除率的影响不显著。在水反冲为(1～2)次/d的情况下,BARF具有很好的生物活性。挂膜初期空气反冲洗和反冲洗水中过高的余氯水对BARF的处理效果有负面影响。关键词:生物活性滤池;强化过滤;活性炭;给水处理中图分类号:TU991.24文献标识码:C文章编号:1000-4602(2003)05-0067-031试验装置及方法动态模拟试验装置如图1所示,处理能力为110L/h,试验用原水为深圳某水库水。图1活性炭—石英砂生物强化过滤处理流程各单元设备的外型尺寸和运行参数见表1。利用转子流量计对处理水量进行控制。试验过程中所需的空气由空气压缩机提供,混凝剂为聚合氯化铝。表1主要设备外型尺寸及工艺运行参数设备名称尺寸填料高度(mm)填料粒径(mm)EBCT(min)混合池120mm×120mm×180mm1反应池300mm×300mm×320mm16沉淀池900mm×300mm×450mm66BARF90×2500mm活性炭:600石英砂:300活性炭:1.5～2.5石英砂:0.5～1.25.42结果与讨论2.1滤料的不同高度及滤速的影响通过对BARF(见图2)进行沿程取样分析,研究滤料在不同位置所发挥的作用,并借此确定活性滤池的高度;通过空床停留时间(EBCT)对处理效果的影响分析,可以指导工艺运行参数的选择。图2BARF结构BARF分层取样测定结果见表2。由表2可以发现,对氨氮、亚硝酸盐氮及有机物的生物降解过程都是在活性炭滤料层中发生的,而且主要集中在上部500mm的范围内。这一方面说明只要保证将生物活性滤料的高度达到500mm,就能充分发挥生物活性滤料的处理效果;另一方面也说明下层的石英砂基本没有生物作用,仅能起到对浊度和微生物的把关作用。·67·中国给水排水2003Vol.19CHINAWATER&WASTEWATERNo.5表2BARF分层取样测定结果取样点距炭滤料表面的位置(mm)NH3-N(mg/L)NO-2-N(mg/L)CODMn(mg/L)浊度(NTU)DO(mg/L)进水(沉淀池出水)1.5280.2175.011.786.7451300.299(80.4%)0.089(59.0%)4.55(9.2%)0.81(54.5%)4.89(27.5%)44900.048(96.9%)0.002(99.1%)3.44(31.3%)0.67(62.4%)4.92(27.0%)36800.023(98.5%)0.001(99.5%)3.13(37.5%)0.55(69.1%)4.19(37.8%)28800.028(98.2%)0.001(99.5%)3.21(35.9%)0.64(64.0%)4.68(30.6%)111900.025(98.4%)0.001(99.5%)3.24(35.3%)0.65(63.5%)5.27(21.8%)注:括号内的数值为去除率。表3列出了不同EBCT下的各项出水指标。当滤池中的滤料高度和滤池的截面积一定时,EBCT是由滤速决定的,二者是一一对应的关系。由表3可以看出,在6～14m/h的滤速范围内,滤速对BARF氨氮去除率的影响很小,而NO-2-N和CODMn的去除率则随滤速的提高而有所下降,但下降的幅度并不太大。这说明BARF的操作弹性很大,便于运行管理。表3EBCT对BARF处理效果的影响EBCT(min)滤速(m/h)NH3-N(mg/L)NO-2-N(mg/L)CODMn(mg/L)浊度(NTU)进水(沉淀池出水)1.600.2052.053.06960.000.0230.100.226.7580.0010.0061.290.235.4100.0040.0071.160.234.5120.110.0211.130.363.86140.0190.0251.290.342.2反冲洗及预加氯的影响2.2.1单独用水反冲洗反冲洗历时5～8min,反冲洗强度及膨胀率为50%左右,反冲洗频率为(1～2)次/d。试验表明,此方式不会影响其生物活性,有时还可以适当提高各项指标的去除率,这说明生物膜的附着能力较强。2.2.2气水联合反冲洗在BARF挂膜运行后的30d曾尝试采用先气冲、后水冲的方式对滤池进行反冲洗,尽管反冲前后对亚硝酸盐和有机物的去除作用变化不大,但对氨氮几乎已丧失去除效果。所以在滤池