核桃殼-陶粒填料曝氣生物濾池處理氨氮廢水的研究.pdf

1、隨著國(guó)家對(duì)廢水的排放指標(biāo)要求越來(lái)越嚴(yán)格，氨氮對(duì)水資源的影響開始進(jìn)入人們的視線。曝氣生物濾池(BAF)則是一種新型的脫氮生物膜反應(yīng)器，在處理氨氮廢水方面已經(jīng)有明顯的進(jìn)展，但是大部分研究主要基于無(wú)機(jī)填料。
　　本次實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究了核桃殼、陶粒、核桃殼-陶粒組合填料曝氣生物濾池的氨氮去除性能，主要對(duì)曝氣生物濾池的掛膜啟動(dòng)、反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化、沿程生化特性、沿程濾料表觀以及濾料表面附著生物膜和生物相的變化等方面進(jìn)行了對(duì)比研究。并得到了以下

2、結(jié)論:
　　1)核桃殼吸附氨氮的動(dòng)力學(xué)和影響因素研究表明，氨氮的吸附量隨著溫度的升高，核桃殼的吸附量更好。285K、300K、310K條件下最大吸附量分別為0.45、0.58和0.6 g/kg。核桃殼對(duì)氨氮的吸附最佳pH為8.5，通過(guò)對(duì)吸附過(guò)程動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算，二級(jí)動(dòng)力學(xué)能夠更好地描述此吸附過(guò)程，吸附特征可以用Langmuir方程描述，并且隨著鈉離子濃度的增長(zhǎng)，核桃殼對(duì)氨氮的吸附能力持續(xù)下降，而Cr3+對(duì)于核桃殼的吸附并沒有明顯的

3、影響
　　2)曝氣生物濾池掛膜啟動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果表明:三種填料BAF都能成功掛膜，核桃殼、陶粒、組合填料BAF掛膜周期分別為18d、14d、17d。核桃殼、陶粒、組合填料BAF啟動(dòng)期間CODCr去除率最終分別穩(wěn)定在93.25％、80％、94.03％。核桃殼、陶粒、組合填料BAF對(duì)氨氮的去除率分別穩(wěn)定在73％、54％、65％左右。硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮變化趨勢(shì)表明三種填料反應(yīng)器中存在硝化和反硝化作用。pH、DO的變化可以反應(yīng)濾池中硝化作用進(jìn)行的

4、程度，并且說(shuō)明充足的氧氣以及偏堿性pH，是成功掛膜的必要條件。相比之下，以陶粒作為填料掛膜啟動(dòng)稍快，但是核桃殼、組合填料對(duì)于CODCr、氨氮的去除更具優(yōu)勢(shì)。
　　3)優(yōu)化工藝參數(shù)結(jié)果顯示核桃殼、組合填料、陶粒BAF最佳工藝參數(shù):氨氮濃度均為70mg/L、氣水比分別為6∶1、6∶1、9∶1，水力負(fù)荷均為0.06m3/(m2·h)。各自最佳運(yùn)行參數(shù)下氨氮去除率分別為:81.62％、79.35％、71.43％。核桃殼、組合填料工藝對(duì)氨氮

5、的去除效率更高，有更好的抗沖擊負(fù)荷性能。
　　4)曝氣生物濾池沿程化學(xué)參數(shù)測(cè)定研究結(jié)果表明，核桃殼、陶粒、組合填料BAF對(duì)CODCr的去除率分別為94.3％、94.2％、91.42％。最佳去除濾料層段自下而上分別為0-30cm、0-15cm、0-15cm。對(duì)氨氮的去除率分別為86.26％、73.43％、75％。最佳去除濾料層分別為30-45cm、15-30cm、15-30cm。沿程pH的變化驗(yàn)證了氨氮的去除規(guī)律。
　　5)曝

6、氣生物濾池沿程生物膜量測(cè)定結(jié)果顯示，脂磷法和MLVSS法測(cè)定的生物膜量趨勢(shì)一致。核桃殼填料BAF最大生物膜量在0-30cm段濾料層，陶粒填料BAF則在45cm濾層左右。最大生物膜量分別為0.0615 gVSS/g(脂磷法測(cè)定結(jié)果為16.11 nmolP/g)、0.00305gVSS/g、(脂磷法測(cè)定結(jié)果為7.81nmol P/g)。掃描電鏡結(jié)果顯示核桃殼填料BAF生物膜沿著濾料層高度生物膜量逐漸減少。核桃殼BAF沿程填料在0-45cm處