生物活性滤池的强化过滤研究_黄晓东(1)

表2BARF、生物陶粒预处理、活性炭吸附处理效果的对比去除率(%)BARF—ABARF—BBARF—C生物陶粒预处理活性炭吸附＊氨氮亚硝酸盐氮CODMn82.490.631.476.079.917.087.076.917.284.090.821.411.614.869.3注:＊为装入新炭时测定的数据。生物陶粒预处理对氨氮、亚硝酸盐氮和有机物的去除率分别为84.0%、90.8%和21.4%,从总体上来看,BARF—A与生物陶粒预处理效果相当;而BARF—B和BARF—C的去除率相对要低一些,其中对亚硝酸盐氮的去除率低10%左右,对有机物的去除率低5%左右。在去除有机物方面,活性炭吸附是最有效的单元处理技术,新炭对有机物的去除率高达69.3%,这是BARF及生物陶粒预处理所无法比拟的。而活性炭对氨氮和亚硝酸盐氮的去除率仅分别为11.6%和14.8%,比BARF和生物陶粒预处理都低得多。通过对三种BARF运行效果的长期对比分析,以及对生物量及生物活性的实际测定,BARF—A的总体处理效果最好且运行最稳定,缺点是滤料的价格比较高,而B和C滤池虽然效果及运行的稳定性相对要差一些,但这两种滤料的价格比较便宜,有经济上的优势。2机理探讨BARF强化过滤的基本原理是其上层生物活性滤料的生物处理作用,三种BARF的滤层高度均为0.9m,滤速达10m/h;而生物陶粒预处理池的滤层高度为2m,滤速仅为4～6m/h。因此,BARF的空床停留时间(EBCT)仅为5.4min,而生物陶粒滤池的则高达20～30min。除了BARF—B和BARF—C对亚硝酸盐氮和有机物的去除率相对要低一些外,BARF—B、BARF—C在氨氮的去除率方面与生物陶粒相差不大,而BARF—A在各项指标上与生物陶粒预处理效果相当。产生这种差异的主要原因除了滤料本身不同外,可能还存在以下两方面的原因:①生物预处理中,陶粒滤料的粒径为3～5mm,而BARF中三种生物活性滤料的粒径在1.5～3.0mm之间。由于粒径小使滤料的比表面积增大,单位体积滤料所挂载的生物膜量就多,所以BARF生化反应速率相应就快;②根据工艺上的要求,生物陶粒滤池是放在混凝沉淀之前的单元处理构筑物,进水浊度较高;而BARF置于混凝沉淀之后,进水浊度则要低得多。较高的进水浊度会影响生物膜的活性,降低生物膜对基质(氨氮、亚硝酸盐氮和有机物等)的去除效率。3经济比较以三种滤料中价格最高的A为例,一座10×104m3/d的自来水厂若将普通滤池改造成生物活性滤池,则总的改造费用需要100万元左右。若采用生物陶粒预处理,由于其设计滤速为4～6m/h,滤层高为2m,基建和设备投资将达1000～1500万元,而采用活性炭吸附深度处理也需900～1000万元。如果采用价格便宜的B、C滤料,则生物活性滤池的改造投资将下降至60万元左右。所以,生物活性滤池比生物陶粒预处理及活性炭吸附深度处理投资要节省很多。从运行费用看,如果原水中氨氮浓度较低而溶解氧较高,则无需对生物活性滤池进行曝气,此时的生物活性滤池与普通滤池的运行费用基本相同;如果原水中氨氮浓度较高而溶解氧浓度较低时,运转费用约为0.02～0.03元/m3。而生物陶粒预处理为0.08～0.10元/m3,活性炭吸附深度处理的运行费用则为0.12～0.15元/m3。所以无论是从投资还是从运行费用来讲,生物活性滤池在经济上都有优势。作者简介:黄晓东(1965-),男,湖北荆门人,博士,工程师,研究方向为给水处理。电话:(0755)5701154(O)13823168957收稿日期:2000-12-29·13·2001Vol.17中国给水排水No.8