微納米曝氣強化碳纖維浮床對城市河道水體處理研究.pdf

1、人工浮床技術(shù)是一種傳統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛的生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)，在城市河道水體修復(fù)中，曝氣技術(shù)與人工浮床的組合工藝應(yīng)用非常普遍，但是傳統(tǒng)曝氣技術(shù)存在增氧效率低、能耗高等缺點，微納米曝氣作為一種新型的曝氣技術(shù)，對比傳統(tǒng)曝氣技術(shù)具有效率高、充氧能力強的優(yōu)勢，但對于微納米曝氣與人工浮床的結(jié)合工藝仍尚待研究，因此本文將微納米曝氣技術(shù)與碳纖維人工浮床技術(shù)耦合，達到用微納米曝氣技術(shù)強化碳纖維浮床對城市水體處理的目的。本課題來源于北京市科委重點項目，結(jié)合了

2、“大興區(qū)新鳳河南湖路橋至孫村閘水質(zhì)改善項目”，通過對新型生態(tài)浮床組合工藝的小試實驗，為其在工程項目中的應(yīng)用實施提供理論依據(jù)與數(shù)據(jù)支撐。本文首先對這一組合工藝與傳統(tǒng)曝氣強化人工浮床組合工藝的啟動情況和水處理效果進行對比，再對微納米曝氣人工浮床組合工藝的工藝參數(shù)進行優(yōu)化和篩選;最后研究了微生物制劑BABRC-1的添加對浮床反應(yīng)器出水效果和浮床碳纖維填料表面微生物群落結(jié)構(gòu)變化。
　　經(jīng)過44 d連續(xù)穩(wěn)定運行，微納米曝氣浮床系統(tǒng)出水COD

3、Cr、氨氮去除率均達到60％以上，表明浮床反應(yīng)器啟動成功。經(jīng)過一段時期的穩(wěn)定運行，微納米曝氣浮床反應(yīng)器出水CODCr、氨氮、TP平均濃度為63.36mg·L-1、24.49mg·L-1、1.41mg·L-1，去除率分別達到71.35％、71.08％和44.38％。而傳統(tǒng)曝氣人工浮床反應(yīng)器啟動成功經(jīng)歷了38d左右，比微納米曝氣浮床反應(yīng)器晚了大約6d。反應(yīng)器啟動過程表明，微納米曝氣碳纖維浮床反應(yīng)器對模擬河道水質(zhì)中CODCr、氨氮、TP均有更

4、好的去除效果，掛膜啟動更迅速。
　　在微納米曝氣浮床反應(yīng)器工藝參數(shù)優(yōu)化實驗中，首先研究了進水污染濃度負荷變化對浮床系統(tǒng)水處理效果影響，該實驗結(jié)果表明，反應(yīng)器出水CODCr和TP去除率隨著進水污染濃度負荷下降而出現(xiàn)明顯下降，而出水氨氮去除率隨著進水濃度負荷下降逐漸上升。分析對比高中低三種濃度負荷條件下微納米曝氣浮床系統(tǒng)均有很好的水處理效果，其中高濃度進水水質(zhì)CODCr、氨氮、TP平均濃度分別為101.64mg·L-1、36.00mg

5、·L-1、2.02mg·L-1，平均去除率分別為90.24％、91.54％、48.34％。但結(jié)合實際考察河道排污口水體化學需氧量較高的情況，因此，本實驗中選用高濃度負荷水體作為考察浮床反應(yīng)器水處理效果的實驗用水。
　　HRT變化對浮床系統(tǒng)水處理效果影響實驗結(jié)果表明，微納米曝氣浮床反應(yīng)器出水水質(zhì)受HRT的變化影響比較明顯，隨著HRT的不斷提高，浮床系統(tǒng)CODCr去除率先增加后趨于平緩，水體中氨氮去除率呈現(xiàn)緩慢上升趨勢;TP去除率則不

6、斷提高。當HRT為1d時，浮床系統(tǒng)對CODCr、氨氮、TP各水質(zhì)指標的去除率基本達到較高的水平，分別為85.1％、71.2％、43.5％。綜上所述可知，選擇HRT為1d對微納米曝氣浮床反應(yīng)器的穩(wěn)定高效運行更適合。
　　氣水比條件優(yōu)化實驗中，發(fā)現(xiàn)浮床系統(tǒng)對CODCr和TP的去除率隨著氣水比的增加先上升后下降，氣水比為4∶1時，TP去除率取得最大值為46.7％。在氣水比為4∶1和6∶1時，CODCr均保持較高的去除率，進一步上升的時候

7、，去除率出現(xiàn)下降。而氨氮的去除率隨氣水比的增加先上升后趨于平穩(wěn)，氣水比為4∶1時，去除率為92.1％，之后隨著氣水比的增加氨氮去除率并沒有明顯的變化，同時考慮到提高氣水比大大增加了能耗，因此微納米曝氣浮床反應(yīng)器的穩(wěn)定高效運行最佳氣水比條件為4∶1。
　　考察了間歇曝氣不同時間段對反應(yīng)器出水效果的影響，對比8h（每天0:00-8:00），16h（每天16:00-次日8:00）和連續(xù)曝氣三個時間條件。實驗結(jié)果表明，微納米曝氣浮床反應(yīng)器

8、水處理效果受曝氣時間影響非常明顯，反應(yīng)器出水CODCr、氨氮和TP去除率隨著曝氣時間延長而逐漸增加，其中間歇曝氣時間為16h時，各項污染物指標CODCr、氨氮和TP的去除率分別達到78.56％、61.44％和45.15％，浮床系統(tǒng)去污能力良好，并且在能耗方面相比連續(xù)曝氣可以節(jié)約33％左右，因此認為間歇曝氣16h在實際工程中具有一定可行性。
　　微生物制劑BABRC-1的水處理效果強化研究中表明，在菌劑投加比例為8g·m-3時，微納