氯化铁对序批式生物膜反应器中磷去除的影响_冯春华

*收稿日期:2004-11-29作者简介:冯春华,硕士研究生,从事水污染控制研究;周岳溪,研究员,博士,从事水污染控制研究。基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2002AA601320B)文章编号:1009-6094(2005)03-0023-03氯化铁对序批式生物膜反应器中磷去除的影响*冯春华1,2,周岳溪2,将进元2,王海燕2,胡翔1(1北京化工大学化学工程学院,北京100029;2中国环境科学研究院水污染控制技术研究室,北京100012)摘要:为使废水中磷达到更好的去除效果,生物法与化学法结合(即BC法)是目前除磷的发展趋势,但絮凝剂对系统中微生物的影响研究仍较少。氯化铁是除磷过程中常用的絮凝剂,本试验主要研究了其对SBBR反应器中除磷效果的影响。结果表明,当进水TP质量浓度为2.34～7.13mg·L-1,每星期向反应器中投加一次氯化铁(投加质量浓度为3mgFeCl3·(L废水)-1时,反应器对TP的去除率在86.5%以上,出水质量浓度稳定在0.5mg·L-1以下,达到国家排放标准的一级A标准(GB18918-2002);过量的氯化铁则因抑制生物膜中微生物活性,不利于磷的去除。关键词:环境工程;除磷;序批式生物膜反应器(SBBR);氯化铁;絮凝剂中图分类号:X703.1文献标识码:A0引言我国水体富营养化日益严重。从水体中藻类对营养物的需要关系看,磷是水体富营养化的最主要限制因素。为有效控磷,我国新颁布的《城市污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》(以下简称排放标准)对磷的排放提出了更高的要求。现有的除磷方法主要是化学法和生物法,相对于化学除磷来说,生物除磷是一种较经济的方法,但其去除效果一般不及化学法。目前生物法与化学法结合(即BC法)去除废水中的磷已是水处理技术的发展趋势,两者各自发挥处理优势,同时又可以相互弥补对方的缺陷。BC法的工艺主要有两种形式:一种是在生物处理前或处理后,通过化学絮凝沉淀强化除磷[1,2];另一种是直接在生物处理流程中投加絮凝剂,通过絮凝剂与微生物产生一定的协同作用除磷[3,4]。序批式生物膜反应器(SequencingBiofilmBatchReactor,SBBR)是一种高效废水生物处理工艺,被不断应用于实际废水处理中,在脱氮除磷方面具有很大优势[5]。本试验在研究SBBR生物除磷的基础上,考察了氯化铁对其除磷效果的影响。1试验材料与方法1.1试验装置与工艺运行条件试验装置自制,其主体是在SBR反应器内悬挂一定量的盾形纤维填料,内径为15.3cm,有效容积为15L。采用空压机供气,曝气砂头置于反应器底部布气。整个试验系统通过可编程控制器(PLC)实现自动控制。室温下运行进水方式为限量曝气进水,曝气量为0.14m3/h。1.2分析项目和测定方法水质分析的项目主要包括:CODCr、BOD5、NH+4-N、TP、SS、DO、pH值等,均采用标准分析方法[6]。分析过程中使用的主要仪器有:CTL-12型化学需氧量速测仪(华通环保仪器厂);BOD自动分析仪(德国WTW公司);752紫外可见光栅分光光度计(北京光学仪器厂);ORION溶氧仪(810A);HACH水质全分析仪(美国哈希公司)和SX2810型箱式电子炉(天津中环科技开发公司)等。1.3试验用水和接种污泥试验用水为人工配水,其中碳源、氮源、磷源分别由工业用葡萄糖、氯化铵和磷酸氢二钾提供,通过加入硫酸镁、硫酸锌、氯化钴等补充微生物所需的微量元素。具体水质如表1所示。表1试验废水水质Table1Syntheticwastewaterquality水质指标量值CODCr/(mg·L-1)600～870BOD5/(mg·L-1)400～625TP/(mg·L-1)2.34～7.13NH+4-N/(mg·L-1)21.45～50.92pH值7.0～7.2DO/(mg·L-1)1.5～2.4接种污泥取自北京某啤酒厂废水处理站的脱水污泥(含水率为75%)。驯化前将其放入桶内,用试验原水在曝气的条件下培养数天,使微生物恢复活性。培养后的污泥有关性状:pH值为6.0,水温为16℃,悬浮固体浓度(MLSS)为21000mg·L-1,污泥沉降比(SV)为61%。2试验过程与结果讨论2.1反应器的挂膜与驯化将上述培养后的污泥以MLSS为6000mg·L-1的质量浓度投加到反应器中,进行挂膜和驯化。挂膜驯化期间SBBR的运行时序为进水15min,曝气300min,沉淀65min,出水10min(即水力停留时间(HRT)为6.5h)。随着填料上生物量的增加,逐渐增加废水中基质的质量浓度,约运行1个月后,基质的质量浓度增加到试验废水的质量浓度,观察生物膜发现其外表面为较薄的一层淡黄色生物膜,内层为灰黑色。测得反应器装填密度(即生物膜