折流曝氣生物濾池處理城市污水的特性及其除磷脫氮效能研究.pdf

1、曝氣生物濾池(BAF)是近年來受到廣泛關(guān)注的污水處理技術(shù)，具有占地省，處理效率高的特點，同時存在運行過程容易堵塞，除磷效果不好等問題。折流曝氣生物濾池(BBAF)是針對這些問題開發(fā)的一種新型曝氣生物濾池。本文主要研究了BBAF試驗?zāi)Ｐ?BBAF反應(yīng)器)的水力混合特性，以及運行條件對去除城市污水中有機物、懸浮物及其除磷脫氮的性能的影響；開發(fā)了適于BBAF反應(yīng)器的曝氣過濾式化學(xué)除磷方法，并對其除磷機理進行了研究；通過分析各單池生物量、生物活

2、性、微生物分布，探討了BBAF反應(yīng)器中的生物膜特征。 水力學(xué)混合特性試驗表明，BBAF反應(yīng)器的單池中的水力混合特性趨于全混流，而整池在水平方向則表現(xiàn)為推流態(tài)，是一種局部全混流和整體平推流的復(fù)合流態(tài)。經(jīng)理論分析，該流態(tài)有利于保證反應(yīng)器的容積利用率。單池的水力混合模型為：{E(t)=Q/Vexp{-Q/V[t-(1-f1)V/Q]}t＞(1-f1)V/QE(t)=00＜t≤(1-f1)V/Q整池的水力混合模型為：En(t)=nn/(

3、n-1)(t/Θ)n-1e-n(1/Θ)/Θ BBAF處理城市污水的運行試驗表明，BBAF反應(yīng)器運行穩(wěn)定，進水水質(zhì)發(fā)生較大變化時，出水COD、BOD5、SS仍然保持穩(wěn)定，說明了BBAF反應(yīng)器抗沖擊負荷能力較強；水力負荷在一定范圍內(nèi)變化時對BBAF-A反應(yīng)器去除COD、BOD5的去除率影響較小，水力負荷升高時，濾池對總磷、氨氮和總氮的去除效果明顯下降，過大的水力負荷會導(dǎo)致出水SS增加，適當(dāng)?shù)乃ω摵蔀?7.4m3/(m2·d)；C

4、OD容積負荷增加會導(dǎo)致出水COD、SS升高，但對COD、SS去除率的影響不大；在水力負荷為17.4m3/(m2·d)時，BBAF反應(yīng)器較適宜的厭氧好氧容積比VA/Vo為1：3到1：6，對COD、BOD5、氨氮去除的適宜氣水比為10：1；填裝沸石的BBAF反應(yīng)器去除氨氮的能力要明顯大于填裝酶促生物填料，當(dāng)使用小粒徑填料較多時，對總磷、總氮的去除效果略有提高，但可顯著提高氨氮去除率。 BBAF反應(yīng)器中COD、SS沿流程長度呈逐漸降低

5、，第1單池對COD、SS的去除作用很大，去除的COD約占總COD去除率的近50％，第1單池出水SS可降到60mg/L左右；有機物和氨氮沿流程長度的變化為：0～3.2m濾層為有機物降解區(qū)，濾層高度大于3.2m后主要為硝化去除氨氮及反硝化脫氮；推導(dǎo)得出的BBAF反應(yīng)器的有機物去除動力學(xué)模型為：s=s0exp(-24A/Qs-0.6H)，該模型對流程長度與有機物去除效果的分析結(jié)果與上述試驗結(jié)論比較吻合；TP沿流程長度呈逐漸降低，溶解性磷沿流程

6、長度的下降不明顯，說明BBAF反應(yīng)器對磷的去除主要是通過填料截留顆粒性磷實現(xiàn)，生物同化作用只能去除一小部分溶解性磷；SS沿流程分布說明，BBAF反應(yīng)器整個濾層的納污能力較強，不易堵塞，運行周期可長達7～8d，反沖洗采用氣水聯(lián)合沖洗，可根據(jù)實際需要采用分段反沖洗，反沖洗的耗水量為處理水量的15％以下。 曝氣過濾式化學(xué)除磷是根據(jù)BBAF反應(yīng)器的運行特征，研究開發(fā)的一種新的化學(xué)除磷方法。本方法使用多孔富鐵填料(PIRM)進行化學(xué)除磷，

7、過濾柱試驗研究表明，水力負荷及曝氣過程對該填料除磷有重要影響，氣水聯(lián)合沖洗是對PIRM填料進行除磷性能恢復(fù)的有效方法，當(dāng)水力負荷不大于72m3/(m2·d)，濾層厚度在0.4m以上可使出水總磷小于1mg/L；BBAF反應(yīng)器的生物—化學(xué)除磷試驗表明，濾池對總磷去除率可達到78～92.9％，出水總磷在0.32～0.88mg/L之間。通過對曝氣過濾式化學(xué)除磷機理的探討認為，孔富鐵填料(PIRM)除磷主要是PIRM填料因微電解、生物或自然氧化、