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(lái)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(diǎn)，同時(shí)存在運(yùn)行過(guò)程容易堵塞，除磷效果不好等問(wèn)題。折流曝氣生物濾池(BBAF)是針對(duì)這些問(wèn)題開(kāi)發(fā)的一種新型曝氣生物濾池。本文主要研究了BBAF試驗(yàn)?zāi)Ｐ?BBAF反應(yīng)器)的水力混合特性，以及運(yùn)行條件對(duì)去除城市污水中有機(jī)物、懸浮物及其除磷脫氮的性能的影響；開(kāi)發(fā)了適于BBAF反應(yīng)器的曝氣過(guò)濾式化學(xué)除磷方法，并對(duì)其除磷機(jī)理進(jìn)行了研究；通過(guò)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(yàn)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(yùn)行試驗(yàn)表明，BBAF反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定，進(jìn)水水質(zhì)發(fā)生較大變化時(shí)，出水COD、BOD5、SS仍然保持穩(wěn)定，說(shuō)明了BBAF反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)；水力負(fù)荷在一定范圍內(nèi)變化時(shí)對(duì)BBAF-A反應(yīng)器去除COD、BOD5的去除率影響較小，水力負(fù)荷升高時(shí)，濾池對(duì)總磷、氨氮和總氮的去除效果明顯下降，過(guò)大的水力負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致出水SS增加，適當(dāng)?shù)乃ω?fù)荷為17.4m3/(m2·d)；C

4、OD容積負(fù)荷增加會(huì)導(dǎo)致出水COD、SS升高，但對(duì)COD、SS去除率的影響不大；在水力負(fù)荷為17.4m3/(m2·d)時(shí)，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(duì)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(shí)，對(duì)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(zhǎng)度呈逐漸降低

5、，第1單池對(duì)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(jī)物和氨氮沿流程長(zhǎng)度的變化為：0～3.2m濾層為有機(jī)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(jī)物去除動(dòng)力學(xué)模型為：s=s0exp(-24A/Qs-0.6H)，該模型對(duì)流程長(zhǎng)度與有機(jī)物去除效果的分析結(jié)果與上述試驗(yàn)結(jié)論比較吻合；TP沿流程長(zhǎng)度呈逐漸降低，溶解性磷沿流程

6、長(zhǎng)度的下降不明顯，說(shuō)明BBAF反應(yīng)器對(duì)磷的去除主要是通過(guò)填料截留顆粒性磷實(shí)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(shuō)明，BBAF反應(yīng)器整個(gè)濾層的納污能力較強(qiáng)，不易堵塞，運(yùn)行周期可長(zhǎng)達(dá)7～8d，反沖洗采用氣水聯(lián)合沖洗，可根據(jù)實(shí)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(guò)濾式化學(xué)除磷是根據(jù)BBAF反應(yīng)器的運(yùn)行特征，研究開(kāi)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(jìn)行化學(xué)除磷，

7、過(guò)濾柱試驗(yàn)研究表明，水力負(fù)荷及曝氣過(guò)程對(duì)該填料除磷有重要影響，氣水聯(lián)合沖洗是對(duì)PIRM填料進(jìn)行除磷性能恢復(fù)的有效方法，當(dāng)水力負(fù)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(yàn)表明，濾池對(duì)總磷去除率可達(dá)到78～92.9％，出水總磷在0.32～0.88mg/L之間。通過(guò)對(duì)曝氣過(guò)濾式化學(xué)除磷機(jī)理的探討認(rèn)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、