聚丙烯与沸石填料曝气生物滤池处理生活污水的研究-赫俊国

158给水排水Vol135No152009聚丙烯与沸石填料曝气生物滤池处理生活污水的研究赫俊国姜涛吕炳南张杰(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090)摘要进行上向流单级曝气生物滤池处理生活污水的试验,对聚丙烯与沸石填料的处理效果和附着微生物特性进行比较。在BOD5容积负荷为3kgBOD5/(m3#d),NH3)N表面负荷为0.5gNH3)N/(m2#d),气水比为10B1的室温运行状况下,聚丙烯与沸石填料滤池对CODCr的去除效率均达到85%以上,二者差异不大。聚丙烯填料滤池对NH3)N和TN去除率分别为87%和36%;由于沸石的离子交换作用和内部的缺氧环境,滤池的硝化作用和TN的去除率分别提高了11%和19%。两种填料生物量和生物活性变化趋势相似,随着水流方向生物量逐渐降低,生物活性呈现明显的倒V形,微生物活性在有机物由富集转向缺乏时达到最高。试验结果表明,沸石填料的特殊结构更有利于提高工艺的脱氮效果,与聚丙烯填料相比更适合用于曝气生物滤池处理生活污水。关键词曝气生物滤池聚丙烯填料沸石填料处理效果生物特性0前言曝气生物滤池(BiologicalAeratedFilter,BAF)是继滴滤池、生物接触氧化池之后的新一代生物膜法污水处理工艺。依靠滤池内高浓度活性微生物和滤料的过滤截流,有效地减少了滤池的水力停留时间和占地面积,并且可以通过设置适当的运行条件实现有机质和营养物质的同步去除,提高了处理水的水质稳定性。自20世纪80年代以来,BAF在全世界污水处理领域得到了广泛的研究和使用,已经成为了一种经济、高效的污水二级、三级处理工艺[1~4]。作为滤池工作的核心,填料的性能决定了反应器内附着生长的微生物量,也影响了内部传质效果。填料的选择决定了BAF处理性能的优劣、工程基建投资及运行管理、运行动力消耗等诸多因素,关于填料的研究和开发在BAF工艺中至关重要[4~6]。针对载体选择的经济性、稳定性、结构特性和水力特性,目前应用较为广泛的生物填料主要以有机原料和惰性载体为主[4,5],本文以聚丙烯塑料与沸石为微生物固定化载体,比较了以两种填料为核心的曝气生物滤池对实际生活污水的处理状况,并对两水泵额定转数之间的关系。若通过调速而提高水泵效率10%,则A厂每年可以节省电费100万元,经济效益明显。4结论(1)污水提升高度是影响污水提升能耗的关键因素。(2)全流程水头损失主要集中在构筑物出口处跌水高度上。(3)集水池水位变化导致提升泵效率降低,浪费能耗。针对以上问题,如果在设计阶段采取管道淹没出流和控制跌水高度,减小出口处水头损失,可有效降低污水提升高度,节约能耗;在运行阶段,如采用水泵调速方法,可减小集水池水位变化引起的水泵效率下降。所以,降低污水提升能耗应从污水处理厂设计阶段着手,同实际运行管理做到有机结合。参考文献1李海英,张贵节,孙贵石.降低中小型污水处理厂能耗的有效途径.节能,2007,3:342张自杰.排水工程(下).第4版.北京:中国建筑工业出版社,20003施和平.电磁流量计在供水行业中的应用.城市公用事业,2007,16(6):22&通讯处:100044北京市西城区展览馆路1号电话:13621216175E-mail:niuzhuyuan1980@163.com收稿日期:2008-10-12给水排水Vol135No152009159种载体的微生物特性进行研究。1试验材料与方法1.1试验装置与参数本试验所用主体反应器为有机玻璃制成的两套平行装置以进行对比试验(见图1),柱体内直径20cm,圆柱高200cm,总有效容积为12.1L,在反应器垂直方向的不同位置分别设取样口,采样口间隔为25cm。曝气方式为小型空压机通过底部曝气砂条供氧,供氧量以转子流量计控制。两套反应装置分别以沸石(A)和聚丙烯塑料(B)作为填料,填料高度1.5m,两种填料主要性能参数见表1。反冲洗方式为气洗1min(10L/min),气水联合反洗1min(12L/min),反冲洗用水为滤池出水,周期为24h。1原水水箱2流量计3进水管4BAF5生物填料6承托层7出水管8溢流管9取样口10空气压缩机11反冲洗水泵A聚丙烯滤池B沸石滤池图1试验装置表1两种填料主要性能参数的对比项目聚丙烯沸石比表面积/m2/m39071085灰分/%2.12.3外部空隙率/%6870密度/g/cm31.05~1.101.05直径/mm661.2试验水质及检测方法试验用水来自哈尔滨工业大学家属区生活污水,在进入生物反应系统前经沉淀预处理去除较大悬浮物质,污水综合水质指标见表2。试验中主要的分析项目包括COD、TN、NH3)N、pH等,所采用的水质分析方法全部按照国家环保总局颁布的5水和废水监测分析方法6进行[7]。氧转移系数测定参照文献[8]进行。表2试验用污水组成水质