气水比对中置曝气生物滤池处理微污染原水的影响

目前广州中心城区主要是以西江水作为饮用水源，西江作为珠江流域的第1大河流，其水质常年处于二类标准，丰水期个别指标甚至能达到I类[1]。目前白云区北部四镇的饮用水主要来自流溪河，但是流溪河目前水污染严重，水功能区水质达标率为0，干流下游水质常年处于劣V类的状态。曝气生物滤池（BAF）是生物氧化处理技术上一种应用较广泛的新型生物膜法水处理工艺，于20世纪80年代末在欧美开始发展起来，主要是依靠填料上生长的微生物在充氧条件下，降解水体中的有机物、NH3-N等污染物质[2]。气水比对滤池的运行有重要的影响，直接决定NH3-N去除效果，过小的气水比使NH3-N去除不充分，而过大气水比又浪费能耗[3]。因此有必要研究气水比对中置曝气生物滤池脱氮的影响，寻找适宜的气水体积比具有一定的现实意义。1实验部分1.1实验用水实验所用原水取自流溪河中下游河段，其水温21.0～29.0℃，浊度28.3～125NTU，CODMn为4.46～9.51mg/L，pH为6.6～7.1，NH3-N、NO2--N、锰的质量浓度分别为2.15～4.73、0.226～0.544、0.083～0.216。1.2实验装置实验采用中置BAF，该滤池是一座尺寸为准1m×5.7m铸铁柱，下层滤板由配水配气系统组成，中层填充滤料。沉淀池出水升流式经过生物滤池，同时曝气系统进行曝气。曝气风机罗茨鼓风机，型号LBSR50，体积流量1.25m3/min，转速1530r/min，出口压力58.8kPa，功率3.0kW，进行24h不间断曝气。实验工艺设计是将BAF装置置于混凝沉淀池之后[4]。工艺流程如图1所示。1.3实验方法装置启动成功后通过控制鼓风机调节曝气量以实现不同气水比时中置BAF的运行工况，并测定不同工况下中置BAF对NH3-N、NO3--N的去除情况，进而研究不同气水体积比下中置BAF的运行情况，确定优化气水比。1.4测定方法NH3-N含量：纳氏试剂分光光度法；NO3--N含气水比对中置曝气生物滤池处理微污染原水的影响马龙，陆少鸣，邹亮（华南理工大学环境与能源学院，广东广州510006）摘要：采用中置曝气生物滤池工艺在南方某水厂进行实验，研究在不同气水体积比的条件下对中置曝气生物滤池去除NH3-N的影响。结果表明，处理水体积流量为8m3/h时，气水体积比从0.1到0.6逐级升高，中置曝气生物滤池对NH3-N的去除率从55.26%增大到92.86%，当气水体积比分别为0.3和0.4时，本工艺对NO2--N的平均去除率分别为92.48%和99.21%，综合考虑中置曝气生物滤池工艺运行效果与成本，确定0.3为优化气水体积比。关键词：中置曝气生物滤池；NH3-N；气水体积比中图分类号：TU991.27文献标识码：A文章编号：1000-3770(2015)08-0089-003收稿日期：2014-12-15作者简介：马龙（1992－），男，硕士研究生，研究方向为市政给水排水；联系电话：13926134246；电子邮件：1025038410@qq.com图1中置BAF净水工艺流程Fig.1ProcessflowchartofMidpositionedBAFwatertreatment第41卷第8期2015年8月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.41No.8Aug.,201589量：重氮偶合分光光度法。2结果与讨论2.1气水体积比对NH3-N去除效果的影响实验水温在17.0～21.0℃，生物滤池进水DO的质量浓度保持在1.67～1.92mg/L，浊度为2.34～4.36NTU，NH3-N的质量浓度2.46～4.12mg/L。BAF的气水体积比从0.1到0.6逐级提高，6个级别各自维持5d的时间，并汇总各级别气水体积比下的效果平均值，观察在不同气水体积比下中置BAF对NH3-N的去除效果变化情况，如图2所示。由图2可知，气水体积比逐渐增大时，中置BAF对NH3-N的去除率从开始的55.26%增大到92.86%，其间增幅逐渐减小。当气水体积比为0.3时，BAF出水NH3-N平均质量浓度0.56mg/L，平均去除率为85.36%；当气水比0.4时，BAF出水NH3-N的质量浓度平均为0.3mg/L，平均去除率为91.85%。虽然气水体积比为0.3时生物滤池出水NH3-N含量没有直接达到GB5749－2006标准[5]；但是生物滤池出水的DO的质量浓度达到3.16～4.72mg/L，而且部分硝化细菌也会随着出水一起进入石英砂滤池，并形成絮凝体留在砂滤层中，在充足的DO含量条件下，继续发挥生物氧化作用[6]。综合考虑中置BAF工艺运行的效果与成本，初步判定当BAF的进水NH3-N的质量浓度不超过4.0mg/L时，工艺运行的优化气水体积比为0.3。当进水NH3-N的