曝气生物滤池处理含石油废水的实验研究-刘文洪

图3不同COD容积负荷、不同水力负荷条件下曝气生物滤池对COD的去除效果Fig.3CODremovalrateofBAFatdifferentCODloadingsanddifferenthydraulicloadings的抗COD负荷冲击能力。COD负荷与水力负荷和进水COD浓度有关,当水力负荷为0133m3#m-2#h-1和0150m3#m-2#h-1时,COD容积负荷相应增加,但水力停留时间的缩短和单位时间内进入反应器的污染物增多,使得这两种情况下,曝气生物滤池对COD的去除率逐渐减小[10]。2.4不同高度滤料层系统的降解效果作为推流式反应器,水解池和曝气生物滤池都能够在各自沿水流方向的滤料层上形成不同优势种群的生物膜。影响这一过程的最重要因素就是滤料高度[11]。不同的滤料材料以及不同的进水水质均有各自最适宜的滤料高度。滤层较高有利于污染物的去除,但当滤料高度超过一定值时污染物的去除率增长幅度很小,且过高的滤料高度会延长停留时间,增加能耗。2.4.1不同高度滤层内COD的降解效果水解段各高度层去除率相差不大[12]。好氧段0~30cm滤料内,曝气强度最大,底物浓度高,且由于水解阶段对SS的截留,以及对大分子、难溶性有机物进行分解,为好氧段前30cm滤料层中附着生长的生物膜提供了较好的进水条件和营养物质,使异养菌大量繁殖,30~60cm段去除率有所增加,仍然能有一定的去除率,但是趋势变缓,这是因为经过前30cm滤层后,一些细小的有机物可以穿透滤层,所以该段还可以去除15%左右的COD,这也是曝气生物滤池能用于深度处理的一个重大优势。最后30cm,由于之前已经经过了较长的水力停留时间,底物浓度降低,总去除率增加效果不明显,分段去除率明显减小[13]。2.4.2不同高度滤层内石油类的降解效果由于石油组分的毒性、抗性和疏水性,油含量过高时采用生化处理方法是不现实的。因此,在进行生化处理之前,须采用物理化学方法进行有效的预处理,以满足生化处理的要求,一般要求进水油含量不高于60mg#L-1。本实验采用过滤后的含油废水,油含量在10~60mg#L-1之间。水解段由于水力停留时间较长,滤速较慢,溶解油容易阻碍传质,油浓度的降低主要来源于滤料的吸附作用[14]。进入好氧段后,空压机提供了充足的氧气,曝气的冲刷作用增强了传质的效率,不易形成油膜,而且在水解阶段被滤料所吸附油类当中的一些长链烷烃物质被微生物分解,经过水解作用后的溶解油本身可以作为微生物的碳源[15],使得好氧段前30cm油的去除率大大升高。随着滤料高度的升高,碳源的浓度减小,异养菌可分解利用的营养物质逐渐减少,溶解氧浓度也随之降低,去除率的增加有所减缓。2.5反冲洗后出水水质的恢复反冲洗后一般都存在出水水质下降现象,水冲和气冲会造成滤料上生物量的减少和生物活性一定程度的提高。曝气生物滤池采用的是气、水联合反冲,由于反冲洗后,滤池中微生物量减少,对有机污染物的降解能力会暂时减弱,恢复到最佳的处理能力需要一定的时间。图4为反冲洗后COD去除率变化曲线,由图可见,滤池冲洗后需要7~8h才能恢复到最佳处理状态,即对COD的去除率达到70%以上。因此在实际工程中,可以根据污水厂的实际运行情况来确定具体的反冲洗时间,保证生物滤池在最佳的处理状态下运行。图4滤池反冲洗后COD降解效率恢复曲线Fig.4CODremovalraterecoverycurveafterbackwashingofthefilter3结论采用曝气生物滤池(BAF)工艺,对陕西某油田过滤后的含油废水进行实验研究,得到以下主要结论:(1)当水力负荷从0117m3#m-2#h-1增加到0120m3#m-2#h-1时,反应器对COD的去除率增加。当水力负荷为0120m3#m-2#h-1,对应的水力停留时间为5h、COD容积负荷为2108kg#m-3#d-1,在该状态下水解段COD去除率最高,出水COD浓度较低,263刘文洪等:曝气生物滤池处理含石油废水的实验研究水质较好。(2)不同过滤层高度对COD的降解效率不同,好氧段0~30cm段滤料层的降解效果最好,30~60cm段滤层COD去除率有所增加,但趋势放缓,60cm以后的滤料层对COD的降解贡献不大。(3)滤料高度对于系统降解COD和石油类物质有明显的影响,好氧段0~30cm段滤料层是降解效果最佳的区域。参考文献:[1]中华人民共和国环境保护部.中国2009年环境状况公报[R/OL].2010-06-03[2010-8-31],http://www.mep.gov.cn/gzfw/xzzx/.MinistryofEnvironmentalProtectionofthePeoples'Repub-licofChina.TheStateofEnvironmentinCh