曝气生物滤池处理性能影响因素实验研究

环境科学导刊http：／／hjkxdk．yies．org．en2013，32(6)CN53—1205／XISSN1673—9655曝气生物滤池处理性能影响因素实验研究张连科(内蒙古科技大学能源与环境学院，内蒙古包头014010)摘要：采用上向流曝气生物滤池处理生活污水，考察了气水比、水力负荷、有机负荷、滤料层高度等因素对曝气生物滤池处理性能的影响。结果表明，气水比为5：1时，COD和NH一N的去除率分别为87．6％和60．1％；水力负荷在0．21—0．86m／(m·h)的条件下，COD的去除率随水力负荷的增加降幅较小，NH一N的去除率下降明显；有机负荷在1．15～2．96kg／(m·d)的条件下，BAF表现出很好的抗有机负荷冲击能力。BAF对有机物的去除主要发生在滤料层0～70cm段，对NH一N的硝化主要发生在滤料层40—100cm段。关键词：曝气生物滤池；气水比；水力负荷；有机负荷，中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1673—9655(2013)06—0054—03曝气生物滤池(BiologicalAeratedFilter，BAF)是20世纪80年代末在普通生物滤池基础上发展起来的第三代生物膜法处理工艺J。该工艺具有容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、性能稳定、所需基建投资少、能耗及运行成本低、出水水质高等优点J，是适合我国国情的简易、高效、低耗的污水处理新技术，在实际应用中取得了良好的处理效果。但是，目前对影响BAF污染物去除效率的因素诸如：气水比、水力负荷与进水底物浓度等的研究还不够完善。本试验以人工模拟生活污水为处理对象，研究了各因素对曝气生物滤池处理效能的影响。1实验材料与方法1．1实验装置试验装置流程见图1。模型反应器为有机玻璃制作，直径950mm，高2000mm。滤池下部为200mm高装有直径为2～3cm的卵石承托层，滤料层高度为1200mm，填料选用球形轻质生物陶粒，粒径3～6mm。生物滤池沿滤料层高度每隔30cm设一个取样口，第一个取样口距离滤料层底部10cm。滤池采用上向流气水同向运行方式，气水联合反冲洗。1．2试验用水人工配水由葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏、氯化铵、磷酸二氢钾等按一定比例配制，根据实验需要对葡萄糖和氯化铵等主要成分进行增减，以取得不收稿日期：2013—07—26作者简介：张连科(1980一)，男，内蒙古赤峰人，讲师，硕士。·-———54—-·——『9jjl一原水箱，2一水泵，3一高位水箱，4一曝气生物滤池，5一空气压缩机，6一气体流量计，7一阀门，8一进水管，9一出水管，l0一反冲洗出水管，ll一反冲洗进水管，12一溢流管，13一反冲洗进水阀门，l4一出水阀门，15一反冲洗出水阀门，l6一取样口图1实验装置示意图同的进水水质。1．3检测项目和方法表1检测项目和方法检测指标测定方法C0D氨氮温度pH重铬酸钾法钠氏试剂分光光度法温度计pHS一25型酸度计2结果与讨论2．1气水比对BAF工作性能的影响室温条件下，进水流量为3L／h，相应的水力负荷为0．43in。／(ITI·h)，pH值6．8～7．2，气水比分别为3：1、5：1、7：1和10：1，各稳定运行9d，曝气生物滤池对COD和氨氮的处理效果见图2。二II67http：／／hjkxdk．yies．org．cn曝气生物滤池处理性能影响因素实验研究张连科l0O3：15：17：l10：1V(气)：V(水)图2不同气水比下CODSn氨氮去除效果由图2可见，气水比由3：1提高到10：1，反应器对COD的去除率略有提高，影响不大。氨氮的去除率受气水比的影响较大，从3：1提高到5：1时，氨氮的平均去除率由48．7％提高到60．1％；当气水比达到7：1和10：1时，氨氮的平均去除率较5：1时分别提高了0．3和2．4个百分点。气水比较低时，异养菌的生长利用了水中大部分溶解氧，硝化菌可利用的溶解氧量有限，成了硝化反应的限制因素，氨氮去除率较低。此时，单一的除碳型曝气生物滤池可以满足要求。当气水比达到5：1以上，BAF取得较好的充氧效果，对有氧条件要求苛刻的硝化细菌能获得良好的生长条件，因而BAF对氨氮的去除率有了较大幅度的提高，并基本稳定。但曝气量增大，动力消耗也将增大，增加了运行成本，是水厂实际运行中需控制的指标之一。因此，根据实验结果确定最佳气水比为5：1。2．2水力负荷对曝气生物滤池处理性能的影响气水比为5：1，水力负荷分别为0．21m／(m·h)、0．43m／(m·h)、0．63m／(m。·h)和0．86m／(m·h)时各稳定运行1ld，水力负荷对COD和氨氮去除效果的影响见图3。斜水力负荷／(m／(m．h))图3不同水力负荷下GOD和氨氮去除效果由图3可见，COD的去除率随水力负荷的增加降幅较小，说明滤池高度足够，填料上生物膜的总量能够保证