接种-连续进水低温启动曝气生物滤池试验

第３４卷第３期２０１４年８月桂林理工大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ３４Ｎｏ３Ａｕｇ２０１４文章编号：１６７４－９０５７（２０１４）０３－０５６８－０５ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７４－９０５７２０１４０３０２７接种－连续进水低温启动曝气生物滤池试验李文文１，李金城１，施钦１，沈雨樨１，莫德清２，彭世聪１ａ，温富宁１ａ，孙立群１ａ（１桂林理工大学ａ广西矿冶与环境科学实验中心；ｂ环境科学与工程学院，广西桂林５４１００４；２桂林电子科技大学生命与环境科学学院，广西桂林５４１００４）摘要：在水温为５～１５℃及气水比为７∶１条件下，采用接种－连续进水法对处理乡镇污水的曝气生物滤池进行挂膜启动。研究水力停留时间依次为２０、１０、７ｈ时，ＣＯＤ、ＴＯＣ、ＮＨ３Ｎ、ＴＰ的去除效果的变化。结果表明：经过３３ｄ连续进水，在温度为５～１０℃、水力停留时间７ｈ、气水比７∶１条件下，ＢＡＦ对ＣＯＤ和ＮＨ３Ｎ的去除率分别稳定在５５％和３０％，此时确定ＢＡＦ挂膜启动完成。本试验避免了低温启动曝气生物滤池过程中因加温而增加能耗，为低温挂膜启动曝气生物滤池提供快速、节能的操作依据。关键词：低温；启动；接种－连续进水法；曝气生物滤池；乡镇污水中图分类号：Ｘ７０３１文献标志码：Ａ相对于一般城市污水处理技术，乡镇生活污水处理技术受基建成本和运行成本的压力较大，迫切需要投资省、运行费用低、操作简便、抗冲击负荷高的污水处理技术［１－４］。曝气生物滤池（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｅｒａｔｅｄｆｉｌｔｅｒ，ＢＡＦ）具有基建和运行费用少、占地面积小、水力负荷高、容积负荷高、抗冲击负荷高、管理简便等特点［５－６］，符合乡镇污水处理技术的需求。一般而言，乡镇生活污水比城市污水水量小，悬浮物浓度较高，有机物浓度较低［６］。然而前期调查发现，乡镇生活污水冬季时ＣＯＤ、ＮＨ３Ｎ、ＴＰ的含量较高，这可能与冬季居民用水量降低、桂林降雨量减少有关。ＢＡＦ挂膜启动方式主要分为两种：自然挂膜法和接种挂膜法。接种挂膜法与自然挂膜法相比，前者生物膜生长情况较好，生物膜的成熟期缩短；挂膜后期前者对ＣＯＤ、ＮＨ３Ｎ的去除效果均好于后者［７－８］。ＢＡＦ综合了接触氧化法和滤池的优点，与活性污泥法相比，对温度具有较强的适应性［５，９］。ＢＡＦ在低温下进行挂膜启动，可避免启动过程中因加温而增加能耗，减轻乡镇污水处理系统的资金压力。然而，关于低温挂膜启动ＢＡＦ的文献报道较少。为了达到低温下快速启动ＢＡＦ的目的，试验采用接种－连续进水进行挂膜启动，并为类似环境下启动ＢＡＦ提供参考经验。１试验装置及方法１１试验装置采用上流式曝气生物滤池，其结构如图１所示。ＢＡＦ内径为１４０ｍｍ，高为２０００ｍｍ；底部布有进水管、反冲洗进水管以及曝气管；填料为陶粒，填高１０００ｍｍ，底部是直径为１００ｍｍ的卵石；有效容积约为２０Ｌ。陶粒粒径为１５～４０ｍｍ，堆积密度为０８５～０９２ｇ／ｃｍ３，比表面积为２４～５０ｍ２／ｇ，孔隙率为５５％～５９％。收稿日期：２０１３－１０－２４基金项目：广西科学研究与技术开发计划项目（桂科攻１０１２４００２－３；桂科转１２９８０１０－１）；广西教育厅科研项目（桂教科研ＹＢ２０１４１３６）；桂林市科学研究与技术开发计划项目（２０１３０１１６－３）；广西矿冶与环境科学实验中心项目（ＫＨ２０１２ＺＤ００４）作者简介：李文文（１９８７—），女，硕士，研究方向：环境化学。通讯作者：李金城，教授，博士，１０７９７７３９７＠ｑｑｃｏｍ。引文格式：李文文，李金城，施钦，等．接种－连续进水低温启动曝气生物滤池试验［Ｊ］．桂林理工大学学报，２０１４，３４（３）：５６８－５７２．图１ＢＡＦ结构图Ｆｉｇ１ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＢＡＦ１２污泥及污水试验接种污泥取自桂林市雁山污水处理厂回流污泥，含水率为９８％。经过前期调查发现，桂林理工大学雁山校区生活污水水质情况与乡镇生活污水相似，因此采用此生活污水作为试验用水，其水质情况监测项目及分析方法见表１。１３挂膜启动方法接种－连续进水启动ＢＡＦ共分为２个阶段，依次为污泥接种阶段和连续进水培养阶段：（１）污泥接种阶段，将活性污泥与生活污水以１∶２体积比浸没填料，闷曝２４ｈ后排空，随后以１∶５体积将上述过程重复４ｄ，使填料上附着一定量的微生物；（２）连续进水培养阶段，ＢＡＦ保持７∶１气水比，按一定流量进行连续进生活污水，此为连续运行时间的开始。运行中，第１～８天，ＨＲＴ为２０ｈ；第９～２０天，ＨＲＴ为１０ｈ；第２１～４５天，ＨＲＴ为７ｈ；第１～２６天，温度基本保持在１０～１５℃，