硝化-反硝化生物濾池是將傳統(tǒng)的A/O工藝與曝氣生物濾池工藝相結合,在有效降解污水中有機污染物的同時,也能夠滿足對污水生物脫氮的要求,具有負荷高,出水水質好,占地省等優(yōu)點,可用于生活污水生態(tài)處理的預處理環(huán)節(jié)。
一、硝化-反硝化生物濾池原理
1、裝置
采用硝化-反硝化生物濾池工藝預處理生活污水。試驗采用一根高1.8 m直徑90mm的有機玻璃柱,內置1000mm高輕質多孔陶粒填料,承托層以上每隔250mm設一個取樣口,共設4個,設定的缺氧與好氧區(qū)(A/O)的體積比為1:3,曝氣頭位于承托層以上250mm處。
2、材料
用水為由葡萄糖、CH3COONa、(NH4)2SO4、KH2PO4及微量元素配制的模擬生活污水,各項水質指標CODcr為181.4~256.3mg·L-1,NH4+-N質量濃度為28.78~37.60 mg·L-1,TN質量濃度35.42~42.36 mg·L-1。
陶粒填料性質參數:粒徑為3~5mm,密度1.4~1.6 g/cm3,堆積密度為0.84~0.95g/cm3,比表面積為3.0~4.0㎡/g,孔隙率為20~30%。
3、測試指標和分析方法
主要測試指標有CODcr、NH4+-N和TN,分析方法按照《水和廢水水質監(jiān)測方法》進行。
二
、硝化-反硝化生物濾池在污水處理中的應用分析
污水經過缺氧區(qū)后,其氨氮的平均去除率為49.56%。分析氨氮在缺氧區(qū)達到較高的去除效率主要原因可知:一是回流水的稀釋作用;二是生物吸附和濾料截留作用;三是回流混合液中的溶解氧使進水中的氨氮發(fā)生了好氧硝化;四是發(fā)生氨氧化作用。當濾層高度500mm時氨氮的平均去除率提高了26.69%,這是因為硝化過程對溶解氧的需求較高,只有當溶解氧濃度較高時硝化菌才會保持較高的活性,在該段區(qū)域內,水中的溶解氧比較高,有機物經缺氧段作為碳源消耗利用后濃度降低,有利于硝化菌的生長,硝化菌成為優(yōu)勢菌種,表現(xiàn)為濾層對氨氮具有很高的去除率。因此,本工藝對于氨氮的去除,從根本上取決于好氧區(qū)的硝化作用,同時好氧區(qū)的硝化是前置反硝化的前提,硝化作用的好壞決定著本工藝反硝化性能的優(yōu)劣。在濾層500~1000mm內,氨氮去除率僅增長了4.1%,這是因為在濾層250~500mm內己形成穩(wěn)定的硝化狀態(tài),所以在后500mm段,氨氮去除率增加有限。
在缺氧區(qū)(0~250mm)總氮的平均去除率為57.99%,占總去除率的86.78%。在缺氧區(qū)內總氮濃度急劇下降主要有三個方面原因:一是缺氧區(qū)內硝態(tài)氮利用污水中的可生物降解有機物進行反硝化反應,實現(xiàn)脫氮;二是原污水對回流液中的硝態(tài)氮稀釋作用使得總氮濃度急劇下降;三是由于氨氧化作用。在好氧區(qū)(500~1000mm)內,總氮仍有8.84%的去除率,說明在好氧區(qū)發(fā)生了同步硝化反硝化現(xiàn)象,分析可能的原因:在運行過程中由于曝氣不均勻,氣泡沿器壁上升,使濾料層出現(xiàn)局部變黑的情況,在濾料顆粒間的孔隙中形成適合反硝化的缺氧或厭氧環(huán)境。根據好氧生物膜的構造可知,在生物膜內產生了溶解氧梯度,生物膜表面的溶解氧較高,以好氧的硝化菌為主,而生物膜內部則存在缺氧區(qū),反硝化菌占優(yōu)勢。
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