曝氣生物濾池脫氮研究進(jìn)展

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1、曝氣生物濾池脫氮技術(shù)的研究進(jìn)展引言曝氣生物濾池(BiologicalAeratedFilter,簡稱BAF)是20

2、H:紀(jì)80年代末90年代初在生物接觸氧化理論的基礎(chǔ)上引入過濾理論,借鑒給水濾池工藝而開發(fā)的污水處理新工藝。BAF作為污水生化處理單元吋,不需要后續(xù)沉淀池,工藝更為簡單。在有機(jī)物去除,尤其是奮:硝化、反硝化脫氮等方而有著好的效果。此外,BAF還具有處理效率高、占地而積小、菽建及運(yùn)行貲用低、管理方便和抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。近年來,新型脫氮理論與BAF相結(jié)合成為研究的熱點(diǎn)。木文詳細(xì)闡述了傳統(tǒng)脫氮與新型脫鉍技術(shù)在BAF中的應(yīng)川,

3、丼介紹其影響因素。1基于傳統(tǒng)脫氮理論的BAF技術(shù)研究1.1BAF傳統(tǒng)脫氮原理BAF足一種新型污水處現(xiàn)反應(yīng)裝置,其特點(diǎn)在于將生物氧化這一生物反應(yīng)過稈與固液分離這一?物理過程合二為一[1’21。其作用機(jī)理是在一級強(qiáng)化基礎(chǔ)上,以顆粒狀填料為主要基體,利用填料本身以及其附著生長的生物膜,經(jīng)過物理過濾和吸附作用、生物代謝作用以及反應(yīng)器內(nèi)食物鏈的分級捕食作用,達(dá)到去除污染物的R的

4、31。在傳統(tǒng)的生物脫氮丁.藝屮,脫氮過程往往在好氣區(qū)和缺氣區(qū)兩部分進(jìn)行。曝氣生物濾池根據(jù)功能分為硝化曝氣牛物濾池和反硝化曝氣牛物濾池、去碳曝氣牛物濾池等。硝化曝氣生物濾池

5、A,硝化細(xì)蔭在好氧環(huán)境卜‘完成硝化反應(yīng);反硝化曝氣生物濾池Pd,營造的缺氧環(huán)境使得反硝化細(xì)菌活躍并參與完成反硝化反應(yīng)。這W種曝氣生物濾池迮用時(shí)往往具有較好的脫氮效果,即組成前置反硝化或者P置反硝化工藝

6、41。1.2脫氮的影響因素1.2.1濾料濾料是BAF的核心部分,對脫鉍效率有直接的影響,同吋也影響到BAF的結(jié)構(gòu)形式和成本[5]。R前國內(nèi)外對濾料研究的重點(diǎn)是開發(fā)天然無機(jī)濾料[6]。桑軍強(qiáng)等[7]對BIOSTYRENE輕質(zhì)濾料濾池和陶粒濾池的運(yùn)行效果進(jìn)行對比,結(jié)果表明:運(yùn)川輕質(zhì)濾料可明顯地改莕原水水質(zhì),對NH/-N的去除率達(dá)到80%?95

7、%。田文平等[81為研究濾料粒徑對硝化性能的影響,分別采川粒徑為2~3mm和4?5mm的沸石濾料進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明:20°C吋前者的硝化速率常數(shù)比后者高63.1%,硝化強(qiáng)度高39.7°%。目仙,BAF普遍采用的濾料粒徑為3?6mm,濾層厚度為3?4m。1.2.2有機(jī)物近年來,奮機(jī)物對硝化過程的影響己越來越受到人們的重視。R.Camiani等人191對帶M流的兩段式生物濾池的脫鉍效果進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)當(dāng)機(jī)負(fù)荷超過2.5gCOD/m2?d時(shí),硝化率將減少50%。仇佾國[I()I等通過試驗(yàn)得出,隨著COD負(fù)荷增加,出水NH/-N濃度増大,氨氮去

8、除率顯著卜降。他認(rèn)為進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷應(yīng)控制在1.5kgCOD/m3d以內(nèi)較為合適。Pujol[,,]研究認(rèn)為,反硝化敁好采用外加碳源的辦法,在敁佳濾速為10?15m/h時(shí),脫氮能力吋達(dá)到100%。SongmingZhu1121研允發(fā)現(xiàn),相較于C/N=0,C/N=l或2時(shí)氣氮去除率降低了70%。這說明丫有機(jī)物濃度的增加使得硝化率降低,似當(dāng)有機(jī)物濃度很商吋,其對硝化率的影響將不再明顯。1.2.3水力停留時(shí)間(HRT)HRT對鉍氮的去除效果冇著較大影響。仇付國等

9、1()

10、的研究表明,HRT縮短會抑制BAF的硝化性能。W為縮短HRT會增加COD負(fù)荷

11、,造成異養(yǎng)菌人景繁殖,明顯抑制硝化菌的增長,故硝化性能降低。再者,水力及氣流剪切力的增人會加快生物膜更新速度,使硝化細(xì)謝在生物膜巾很難富集到較大數(shù)M。屮穎潔1131等人的試驗(yàn)結(jié)果也表明,HRT越長則氨鉍去除效果越好。綜合考慮對氨氮的去除率和處理水fi,討以將HRT控制在8h左A(此時(shí)的流fi為6L7h)o李菊等1141研究表明,HRT對前置反硝化BAF的處理效果冇較明顯的影響,當(dāng)HRT由2h縮短至lh時(shí),NH4+-N、TN平均去除率分別下降34%和20%。1.2.4氣水比氣水比的人小且接影響B(tài)AF內(nèi)溶解氧濃度,對脫鉍效果有著秉要影響。楊

12、林等1151考察氣水比分別為0.5、1.0和1.5時(shí)對氨氮去除效果的影響,隨著氣水比的增大,氨氮平均去除率略有上升。當(dāng)氣水比為0.5、1.0和1.5時(shí),鉍氮平均去除率分別為81.8°%、85.3%和86.7°%。當(dāng)氣水比從0.5增人到1.0吋,氨氮去除率增加顯著;但當(dāng)氣水比從1.0升至1.5時(shí),氨氮去除率增長緩慢。劉金喬等1161研究表明,氣水比增加,奮利于微污染水屮污染物的去除。當(dāng)氣水比由0.5增為1吋,氨鉍的平均去除率山78.15%增為94.4%。當(dāng)氣水比増大到2時(shí),氨氮的i?除率增加很少。這是W為反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度的提高對硝化反應(yīng)

13、的進(jìn)行非常有利,但由于氣氣的溶解度冇限,超過一定范圍過大的曝氣雖并不能冉提高水體內(nèi)溶解氧的質(zhì)景濃度。另一方血,在曝氣景增加的同時(shí),反%器內(nèi)生物膠所受到的沖刷作用也同步增人,抑制Y反應(yīng)器對污染物的攔截以及微生

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