新型側(cè)向流曝氣生物濾池（LBAF）處理城市污水性能研究.pdf

1、從上世紀(jì)80年代以來(lái)，曝氣生物濾池在全世界污水處理領(lǐng)域得到廣泛研究和使用。目前，為中小城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)低耗、高效的城市污水處理工藝是我國(guó)污水處理技術(shù)研究領(lǐng)域亟待解決的重大課題。將側(cè)向流流態(tài)引入曝氣生物濾池工藝，為解決這一問(wèn)題提供了新的思路。本研究在吸取傳統(tǒng)曝氣生物濾池運(yùn)行機(jī)理和側(cè)向流曝氣生物濾池研究成果的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)、制作了側(cè)向流曝氣生物濾池（LBAF）反應(yīng)器，研究了LBAF的流態(tài)特性，處理城市污水的性能，分析了運(yùn)行性能的影響因素，建立了有

2、機(jī)物去除動(dòng)力學(xué)模型。 流態(tài)試驗(yàn)采用外加電解質(zhì)的脈沖信號(hào)響應(yīng)法進(jìn)行，在分析液齡分布函數(shù)的基礎(chǔ)上建立了流態(tài)預(yù)測(cè)模型，并發(fā)現(xiàn)LBAF流態(tài)近似于推流式。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)進(jìn)水流量和曝氣量是影響LBAF流態(tài)特性的重要因素，而流態(tài)對(duì)LBAF運(yùn)行效能的影響主要體現(xiàn)在污染物降解效率、容積利用率、脫氮性能三個(gè)方面，推流式的流態(tài)有利于提高污染物降解性能。 在LBAF處理城市污水的性能試驗(yàn)中，觀察了LBAF的啟動(dòng)性能，分析了LBAF處理城市污水的效

3、果，總結(jié)了LBAF特有的運(yùn)行性能周期性變化規(guī)律，歸納了反沖洗特性。由于LBAF的填料——沸石具有陽(yáng)離子吸附能力，所以LBAF在啟動(dòng)期氨氮等污染物指標(biāo)去除效果異常良好。在分析啟動(dòng)期逐時(shí)出水氨氮變化和沿程氮元素轉(zhuǎn)化機(jī)理后，發(fā)現(xiàn)在啟動(dòng)29日后LBAF后段出現(xiàn)了氨氮的解吸，LBAF逐步建立起氮元素的自平衡營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)給機(jī)制。LBAF在處理城市污水運(yùn)行期間表現(xiàn)出良好的COD、SS去除性能，在常溫下還表現(xiàn)出良好的氨氮去除性能，COD、SS、氨氮的平均去除

4、率分別為84.6％、94.6％、62.7％。試驗(yàn)期間觀察到，LBAF的運(yùn)行效能隨反沖洗的進(jìn)行呈周期性變化，生物量在反沖洗周期內(nèi)沿流程逐漸增長(zhǎng)達(dá)到飽和，異養(yǎng)菌沿反應(yīng)器軸向逐漸前移，自養(yǎng)菌在同時(shí)逐漸喪失活性，COD、氨氮等污染物質(zhì)沿程降解曲線發(fā)生相應(yīng)變化，LBAF的運(yùn)行周期比傳統(tǒng)曝氣生物濾池要長(zhǎng)。LBAF的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖洗進(jìn)行，在氣沖強(qiáng)度5L/ m2·s，水沖強(qiáng)度4.5 L/ m2·s的條件下，反沖洗時(shí)間大致需要15min，在填料高

5、度0.85m的情況下，反沖洗耗水比大致為10％。研究認(rèn)為反沖洗耗水比和單次反沖洗耗水量是影響LBAF工藝投資、運(yùn)行成本的重要因素，增加填料高度可以有效降低LBAF的反沖洗耗水指標(biāo)和運(yùn)行時(shí)的氣水比。 對(duì)LBAF運(yùn)行效能的檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析后，發(fā)現(xiàn)影響LBAF運(yùn)行效能的主要運(yùn)行條件包括：污染物容積負(fù)荷、水力負(fù)荷（停留時(shí)間）和水溫。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著污染物容積負(fù)荷的增加，LBAF的污染物去除能力逐漸降低，特別進(jìn)水COD、氨氮負(fù)荷的增加對(duì)氨

6、氮、總氮去除效能有較明顯地影響；就COD、氨氮、SS去除效能而言，LBAF可以承受較大幅度的水力負(fù)荷變化；當(dāng)進(jìn)水水溫低于13℃后，反應(yīng)器運(yùn)行性能明顯降低。 從米－門(mén)方程出發(fā)，利用推流式流態(tài)假設(shè)，在建立A段、B段單段有機(jī)物去除動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立了LBAF整池有機(jī)物去除動(dòng)力學(xué)模型。經(jīng)過(guò)模型試算，與實(shí)測(cè)值對(duì)比，發(fā)現(xiàn)該動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值有一定可比性。 LBAF處理城市污水的運(yùn)行性能試驗(yàn)表明，經(jīng)改進(jìn)后的新型側(cè)向流曝