曝气生物固定床滤池

曝气生物固定床滤池（共8篇）

曝气生物固定床滤池 篇1

在石油炼制及加工过程中会产生含有高浓度硫化物及难降解有机物的碱渣废水和含有Cl-及Na+等物质的电脱盐废水,大多数炼油厂将上述废水和含油废水等在污水处理场进行合流处理。随着原油加工量和加工深度的不断提高,装置排出的废水中污染物负荷不断增加,致使污水处理场难以适应生产的需要和排放标准的要求。与此同时,国家和地方政府对环境保护的要求也日益提高,为此许多炼油企业联合高等院校及科研单位共同研究开发炼油厂废水的深度处理技术[1,2,3,4,5,6,7],目前还未取得理想的效果。

本工作遵循清污分流、污污分治、分质处理的原则,将碱渣废水和电脱盐废水等高浓度废水(以下简称废水)从含油废水系统中分离出来,采用含固定化微生物的曝气生物滤池(G-BAF)技术进行处理,处理后废水可达标排放。

1 废水的组成及水质

实验所用废水为天津某炼油厂常Ⅰ和常Ⅱ装置的电脱盐废水、液态烃碱渣、气分碱洗水、航煤和柴油碱渣回收环烷酸废水。废水的组成及水质见表1。

2 废水处理工艺

2.1废水处理工艺流程

废水处理工艺流程见图1。

废水中以硫化物、酚、NH3-N、COD为主要污染物。航煤和柴油碱渣通常采用浓硫酸酸化回收环烷酸,环烷酸回收后的废水呈酸性;气分碱洗水为含碱废水。将上述两种废水混合后,根据废水pH加酸或加碱调节,在中和池内进行中和反应。常Ⅰ、常Ⅱ装置的电脱盐废水出水温度较高,需在装置内增加降温设施,使出水温度低于45℃后,与中和后的环烷酸回收废水及气分碱洗水在调节罐内调节后续处理水量、稳定水质,防止对后续工段产生大的水质、水量冲击。来自气分装置的液态烃碱渣流量小、硫化物含量很高,若直接中和会逸出大量硫化氢,因此在其装置区设收集罐,控制液态烃碱渣以小流量连续进入微电解池,通过氧化还原反应去除硫化物,同时吸附大分子和溶解度较小的有机物,降低废水的COD和色度,改善废水的可生化性。通过油水分离器及两级气浮去除废水中的石油类物质,最后废水进入G-BAF池,通过池中微生物的作用去除废水中的COD、NH3-N,出水进入动力部给排水厂作进一步的处理。

2.2主要构筑物及工艺特点

两座中和池交替运行,转换周期为4 h,单池尺寸为3.0 m×3.0 m×6.0 m。池内设有潜水搅拌器和在线pH计,根据废水pH投加酸碱,并通过搅拌使中和反应完全,控制中和出水pH为6.0～9.0。

一个调节罐,规格为Φ11.5 m×10.7 m,容积1 000 m3。

两座微电解池并联运行,单池尺寸为6.0 m×3.0 m×6.0 m,HRT 4 h。池内设有曝气系统及铁屑层,曝气系统气水比(体积比,下同)为5:1。

一座G-BAF池,尺寸为12.5 m×18.0 m×5.0m,HRT 20 h。分为四组三级,单组单级尺寸为4.5 m×4.5 m×5.0 m。池内设有曝气系统及高效微生物载体,前端有配水区,末端有集水区,设计COD容积负荷为2.25 kg/(m3·d),气水比为30:1。

一台油水分离器,处理能力为50 t/h,设备尺寸为Φ1.8 m×7.6 m。

两级气浮设备为涡凹气浮和高效浅层气浮设备各一台,处理能力均为50 t/h。涡凹气浮设备尺寸为8.0 m×1.8 m×3.2 m,停留时间17 min,功率为3.0 kW,包括曝气电机、刮渣机、排渣机及控制柜。高效浅层气浮设备尺寸为Φ5.0 m×1.0 m,功率为3.5 kW。

G-BAF工艺微生物的负载量比传统生物处理工艺提高了10～20倍,生化降解速率快,处理效率高。微生物仅需在调试期间一次性投加,正常使用过程中无需定期补充,运行过程中微生物活性高、繁殖快、适应能力强。微生物中含有大量降解NH3-N、芳烃类、多环和杂环类的专性菌种,具有较强的抗冲击性能,对多种难降解污染物有极好的处理效果。G-BAF工艺能去除废水中的无机离子和重金属离子,运行过程中不产生臭味,运行管理方便,设备可停可转,即使设备停运一年,启动也只需恢复曝气一周即可,无须专人管理[8,9,10,11,12]。

3 运行效果

G-BAF池的调试先后通过闷曝接种,连续进、出水增加运行负荷的微生物驯化,使生物膜挂膜成功,且完成了微生物的选择、繁殖及颗粒化,使整个系统能够按照设计要求稳定达标运行。2007年8月15日至9月4日,G-BAF池进水、出水主要指标见表2。

由表2可见,经过G-BAF工艺处理后,出水水质完全达到GB8978—1996《污水综合排放标准》第二类污染物的二级排放标准。当G-BAF池进水COD在298～11 278 mg/L波动时,出水COD为33.0～94.3 mg/L,平均值为51.7 mgL,COD平均去除率为97%;当G-BAF池进水ρ(NH3-N)在12.1～188.0 mg/L范围内波动时,出水ρ(NH3-N)为0.90～49.40 mg/L,平均值为10.70 mg/L,NH3-N平均去除率为83%。这说明G-BAF工艺处理效率高,抗冲击性能优异。

4 经济效益分析

G-BAF工艺装置费用支出为:自来水(配药用)费3.2万元/a,蒸汽费38.0万元/a,电费30.0万元/a,药剂费95.0万元/a,人工费10.0万元/a,维护管理费15.0万元/a,设备折旧费95.2万元/a,总计运行费用约286.4万元/a。实际处理废水量为432 km3/a,则废水处理费用为6.6元/m3。

G-BAF工艺装置投入使用后,含油废水经现有设施处理后可达标回用,炼油厂因此每年节约新鲜水2×106 m3,按1.5元/m3计,企业可创收300万元/a。采用G-BAF工艺不仅有上述的直接经济效益,还改善了厂区环境质量,具有明显的环境效益和社会效益。

5 结论

采用G-BAF工艺处理炼油厂高浓度废水,当G-BAF池进水COD为298～11 278 mg/L时,出水COD为33.0～94.3 mg/L,COD平均去除率为97%;当G-BAF池进水ρ(NH3-N)为12.1～188.0 mg/L时,出水ρ(NH3-N)为0.9～49.4 mg/L,NH3-N平均去除率为83%,G-BAF工艺处理效率高,抗冲击性能优异。经G-BAF处理后出水水质完全达到GB8978—1996《污水综合排放标准》第二类污染物的二级排放标准。

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曝气生物固定床滤池 篇2

摘要：将功能化大孔载体(FPUFS)与复合微生物茵剂B350应用于曝气生物滤池而构成固定化曝气生物滤池(G-BAF),并开展了处理受污染河水的中试研究.装置在不同的.水力停留时间(HRT)下连续运行了93 d,至试验后期,当系统的HRT为2 h时,对浊度、CODMn、NH4+-N和TP的平均去除率分别为93.4%、55.6%、95.8%和71.5%,出水水质达到了《地表水环境质量标准》(GB 3838-)的Ⅲ类标准.环境扫描电镜(ESEM)与气相色谱/质谱(GC/MS)的分析结果表明:G-BAF中的栽体表面附着了大量球菌、杆菌以及多种形态的原、后生动物,这增强了对氮、磷以及难降解有机物的去除效果.作 者：姚磊 叶正芳 倪晋仁 廖日红 刘操 徐华 YAO Lei YE Zheng-fang NI Jin-ren LIAO Ri-hong LIU Cao XU Hua 作者单位：姚磊,叶正芳,倪晋仁,YAO Lei,YE Zheng-fang,NI Jin-ren(北京大学环境工程系,北京,100871)

廖日红,刘操,徐华,LIAO Ri-hong,LIU Cao,XU Hua(北京市水利科学研究所,北京,100044)

曝气生物固定床滤池 篇3

6月19日, 辽河油田曙光污水处理厂二期改造工程正在紧锣密鼓进行。这项工程正在运用一项被称作“活性焦二次吸附与固定化微生物曝气生物滤池组合工艺”的全新工艺。据测算, 运用这项工艺, 辽阿油田在实现稠油污水达标处理的同时.可减少投资1.2×108元, 吨水处理运行成本控制在6元以内。

稠油污水处理成本高是辽河油田提质量、增效益、实现可持续发展中的一道难题。作为集团公司重大科技专顶《稠油热采节能节水关键技术研究》的重点攻关项目, “活性焦二次吸附与固定化微生物曝气生物滤池组合工艺”受到辽河油田管理层的高度重视。据了解, 运用这项生物技术实现稠油污水处理达标, 其基本原理是应用活性焦对污水进行前后两次吸附, 最大限度地降低污水杂质浓度, 再通过固定化微生物曝气生物滤池进行生化反应和降解, 最后实现污水变清流。这种生物技术污水处理方式成本低, 伴生物还可以再利用, 经济性较高。

在研究攻关取得进展的同时, 辽诃油田科技人员进一步开展现场中试试验, 使单位时间污水处理能力进一步提高, 这项技术巳获得国家发明专利。

曝气生物复合滤池工艺研究 篇4

由于城市污水处理主要是一项侧重于环境效益和社会效益的工程, 在建设和日常运行过程中常常受到资金的限制, 同时, 随着城市发展步伐的加快及城市区域的拓展, 地价上涨, 土地使用也成为污水厂建设的制约因素之一。因此, 开展经济有效的污水处理新工艺, 研究与开发新设备, 研究适合我国国情的污水处理新工艺, 从而降低污水处理投资和运行的费用、节约用地、方便管理, 使出水能够回用, 对我国国民经济和社会发展及环境保护具有十分重要的意义, 而且也必将有其巨大的应用范围和市场。实践表明, 曝气生物复合滤池工艺是最为经济有效的城市污水处理方法。

2 试验概况

试验采用改进BC工艺的新方法, 以海泊河原水为进水, 并在后面连接一个曝气生物复合滤池, 流程图如图1。

曝气生物复合滤池用Φ15cm的有机玻璃柱, 其有效容积为15L, 纤维球填料的装填密度为80%, 组合填料的装填密度为60%;由图1可知, 该组合工艺流程为:原水即污水厂进水, 依靠重力流入BC工艺池, 在BC池中曝气30min再沉淀15min, 上清液经真空泵提升进入第一个曝气生物复合滤池, 出水为二级出水, 出水在经过第二个曝气生物复合滤池, 出水即达到回用水标准。

3 试验过程及结果分析

本实验主要探讨了该组合工艺对原水的处理效果, 其主要内容有: (1) 研究组合工艺对COD、NH3-N、SS的去除效果, 并绘出各去除率的曲线图;

(2) 对组合工艺和污水厂现运行的回用工程作一个简单的经济技术比较。

最佳运行参数如下:接触氧化池中DO控制在2.5mg/L左右, 汽水比为3∶1, BC池中HRT为0.45h;曝气生物复合滤池HRT为2h;

本实验主要测定了该组合工艺进出水的有机物、氨氮、悬浮固体各项指标, 时间为4月5日至4月18日, 共13d左右, 数据当天测定, 当天记录、整理, 见表1。

(1) 组合工艺去除有机物的效果, 见表2。

结果表示成曲线图, 见图2。

可见, 该组合工艺去除有机物能力较强, CODcr平均去除率能达到90%左右, 处理后水中CODcr均能小于50mg/L, 就从去除有机物方面来讲, 该组合工艺也能满足污水回用深度处理的处理要求。

(2) 组合工艺去除氨氮的效果, 见表3。

结果表示成曲线图, 见图3。

可见, 城市二级处理出水经组合工艺处理后, 对氨氮的去除率平均能达到90%以上, 出水也能达到小于10mg/L的回用水水质标准。所以说用该组合工艺来去除高浓度的氨氮是可行的。

(3) 组合工艺去除悬浮固体的效果, 见表4。

结果表示成曲线图, 见图4。

由图4可知, 该组合工艺能去除95%以上的悬浮固体, 出水SS能达到<5mg/L的回用水要求。

4 考察复合填料出水效果

将纤维球填料和组合填料按1∶2的比例组合成复合填料, 考察复合填料对城市二级出水深度处理的效果。并增加一个微絮凝池, 流程见图5。

具体做法是:污水厂二级处理出水, 先流入曝气微絮凝池, 在池中曝气10min一般为5～6min, 絮凝剂用聚铝, 浓度为10～15mg/L, 上清液经真空泵提升进入曝气生物复合滤池, 出水即可达到回用水标准。实验监测结果见表5。

5 经济技术比较

5.1 经济比较

本实验研究的组合工艺处理成本大大降低。该组合工艺中主要的动力费用就是曝气和真空泵的电耗。而曝气生物复合滤池没有回流污泥, 运行管理费低, 曝气时间不到传统活性污泥法的1/2, 故可设活性污泥法的运行费用为0.4元/t水, 所以曝气生物复合滤池法的能耗将近为活性污泥法的1/2即0.2元/t水左右;而曝气生物复合滤池占地面积小, 曝气量较小, 能耗也就少, 因此该组合工艺的动力消耗费用将低于0.2元/t水。另外, 该组合工艺与以上回用工艺相比, 基建、设备、人工费用与之相当, 因此该组合工艺的处理成本在0.36元/t水左右, 要比现运行的工艺低0.21元/t左右。故该组合工艺适合应用于对现行污水厂中水工程的改造上。

5.2 技术比较

该工艺不仅能大幅度降低处理成本, 而且在技术上处理后的水能达到回用水的水质标准。曝气生物复合滤池利用微生物来降解有机物, 具有容积负荷高, 抗冲击能力强, 运行稳定, 操作管理简便, 处理效果好的特点。所以整个工艺深度处理城市二级处理出水效果非常好, 它能去除80%COD、70%NH3-N、和95%SS, 处理后的水完全可以回用于生活杂用水。

6 结语

(1) 本实验采用曝气生物复合滤池新工艺进行了对城市污水深度处理回用的研究。在最佳HRT下, 运行结果表明, 该组合工艺可去除80%COD、70%NH3-N、95%SS, 证明了该工艺是城市污水进行深度处理行之有效的方法, 处理后的水经过杀菌消毒后完全可以满足生活杂用水的水质要求。

(2) 由于该工艺具有较强的抗冲击负荷, 占地面积小、基建成本低、运行操作简单, 处理效果好等特点, 因此它是一种经济实用的城市污水深度处理回用的工艺, 值得深入研究和推广运用。

(3) 该工艺是采用生物法处理的, 其优势是成本较低, 但其去除效果受到微生物生长条件的限制。综合各经济技术因素, 采用生物法还是具有巨大的市场价值, 其经济效益、社会效益和环境效益都能得到充分的发挥。因此, 该工艺适合用于对微污染水的深度处理回用上。

摘要：指出了对于生物降解性较差的城市二级处理出水, 采用曝气生物复合滤池工艺能够取得较好的处理效果。实践结果表明:曝气生物复合滤池是城市污水进行深度处理行之有效的方法, 处理后的城市污水经过杀菌消毒后完全可以满足生活杂用水的水质要求。

关键词：氧化池,曝气池,去除效果,生物复合

参考文献

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曝气生物滤池生物膜挂膜研究 篇5

关键词：曝气生物滤池,挂膜

1 挂膜试验

生物膜是曝气生物滤池的核心, 挂膜时间的长短、生物膜的附着程度及生长情况直接影响其处理效能和实际工程费用, 采用合适的挂膜方法来启动曝气生物滤池, 具有重要的科学和实际意义。本试验采用复合式接种挂膜的方法启动曝气生物滤池。

2 试验装置

试验装置采用两个升流式曝气生物滤柱串联, 按水流经滤柱的先后次序分别为一、二级滤柱, 柱高均为2000mm, 内径150mm。滤柱内填有片状陶粒滤料。

3 试验过程

两级装置在启动期间日平均气温在3-12℃, 平均水温为20℃, p H值在6.8-9.8。每天进行水质监测并做好记录。在本次研究中, 认为污染物去除率达到60%就可以看成启动基本完成。挂膜阶段历时8天到3月24号结束。两滤柱采用两种不同的挂膜工艺。

本试验的挂膜方式采用复合式接种挂膜的方式, 是自然挂膜与接种挂膜的结合, 1#滤柱挂膜过程:取污水处理厂的二沉池回流污泥, 浓度为10g/L, 取2L灌入实验柱1#内进行曝气, 闷曝24h后, 将污泥排掉, 此操作连续进行8次。在此期间, 每天进该厂初沉池出水, 并曝气运行2h, 曝气量50L/h。2#滤柱挂膜步骤:将浓度为10g/L污泥浓度稀释到100mg/L灌入实验柱2#内, 量取体积约为实验柱2#总体积的1/2, 再将初沉池污水灌满滤柱, 静止曝气48h, 曝气量50L/h, 排空液体, 完成一次试验过程, 重复运行4次。

4 试验结果及分析

4.1挂膜阶段两滤柱生物膜的生长情况

在挂膜初期滤料表面有粘稠性物质产生, 到第10天滤柱的陶粒上附着一层灰白色生物膜。1#柱可以很明显的观察到, 2#柱的生物膜1#生长较差。挂膜阶段结束以后, 镜检发现, 1#、2#滤柱陶粒上均生长有生物膜, 菌胶团细菌是生物膜的主体, 边缘有丝状菌、藻类, 并有大量原生、后生动物。试验滤柱中均存在种群丰富、结构完整、功能稳定的生态系统。

4.1.1各柱对COD的去除情况分析

(1) 1#柱对COD的去除情况

挂膜期间曝气生物滤池1#滤柱中COD质量浓度及去除率变化情况表

(2) 2#柱对COD的去除情况

挂膜期间曝气生物滤池2#滤柱中COD质量浓度及去除率变化情况表

1#、2#滤柱对COD的平均去除率依次为67.36%、44.94%, 这说明1#滤柱在好氧异氧菌的生长方面相当明显要好于2#滤柱。采用稀释后的污泥接种滤料上生长的生物膜明显没有采用原污泥方式下生长的好, 宏观表现在对污染物的去除能力上。

5 结语

曝气生物固定床滤池 篇6

1 IRBAF技术的特点

该公司目前氧化沟出水的BOD5/COD为0.05～0.10。正常情况下,废水中BOD5约为10 mg/L,为典型的贫营养型水质,水中可被微生物所利用的污染物仅有少量可生化性较差的有机物,以及氨氮等无机污染物。与普通生化系统相比,深度处理生化系统中的微生物主要由贫营养型异养菌、硝化菌和原/后生动物等组成。这些细菌由于营养底物浓度太低或由于其世代周期太长,生长十分缓慢[1]。因此,如何维持系统中的微生物数量是这类废水处理的核心问题,而解决此问题的有效途径是如何降低微生物的流失速率,使系统中微生物的增殖速率超过微生物的代谢速率和流失速率。IRBAF技术能适应贫营养型废水,采用了高密度填料,所形成的特殊生物床集过滤、生物絮凝和生物降解于一体,彻底解决了微生物流失的问题,大幅度提高了系统内活性微生物的数量,表现出较高的处理效率。IRBAF的构造见图2。从曝气管底部的进水经曝气提升形成气水混合液,通过液位差循环回流到生物填料区底部,在填料区上升过程中经过生物氧化、生物吸附及悬浮固体截留,产水通过出水堰外排。

IRBAF技术[2,3]是在传统的生物曝气滤池(BAF)技术基础上发展起来的新型水处理技术。该技术除具有原BAF工艺集生物氧化、生物吸附和截留悬浮固体于一体的特点,还采用新型曝气技术[4,5,6,7]和新型反冲洗技术,防止了沟流和填料板结现象的出现,提高了填料的利用率和反冲洗效率,降低了反冲洗能耗。通过采用新型曝气技术和特性生物填料,在生物滤池内部构成一个大流量内循环水流,利用废水自身的特性迅速培育出对该废水具有良好适应性的优势微生物相,形成专属性能好的生物氧化床。该工艺克服了原BAF工艺的缺点,在炼油废水的深度处理中表现出了较好的生化处理效率和稳定性。

2 运行结果

该公司设计处理废水量为200 m3/h。IRBAF分为五间滤池,并联运行,每间滤池5 m×5 m×5m,共设28支中心管,设计流速15～25 m/h。IRBAF填料分为填料层和承托层,填料高度3m,单间滤池填料体积为100 m3,材质为无机复合材料,气水体积比控制为6:1。IRBAF带有自动反洗系统,正常运行时无需人员操作。目前,该系统已运行3年多,2011年12月进行了标定,IRBAF进出水中COD、ρ(氨氮)和ρ(石油类)的变化分别见图3～图5。

由图3～图5可见,IRBAF进出水COD、ρ(氨氮)和ρ(石油类)平均值分别由153.2,8.8,8.5 mg/L降至82.3,1.4,5.1 mg/L,去除率分别为46.3%、84.1%和40.0%。

IRBAF出水再进入生物活性炭塔和流砂过滤器,处理后COD、ρ(氨氮)和ρ(石油类)分别小于60,15,5 mg/L,达标率(GB8978—1996[8])在98%以上。

3 运行费用和效益

IRBAF运行费用主要为电费,所用设备的实际动力消耗为103 kW,以处理水量200 m3/h、每度电费0.58元计,则处理每吨水运行成本仅为0.30元。IRBAF装置运行后,每年向环境中排放的COD、氨氮和石油类分别减少124.04,12.96,5.95 t,显示了其良好的环境效益。IRBAF出水可作为循环水补水,每年可节水1 680kt,节水效益336万元。

4 结论

IRBAF工艺可用于石化企业含油废水的处理。近一个月的运行试验表明,该工艺出水水质稳定,无需人员操作。IRBAF进出水中COD、ρ(氨氮)和ρ(石油类)平均值分别由153.2,8.8,8.5 mg/L降至82.3,1.4,5.1 mg/L,去除率分别为46.3%、84.1%和40.0%。处理每吨水运行成本仅为0.30元。装置运行后,每年向环境中排放的COD、氨氮和石油类污染物分别减少124.04,12.96,5.95 t,每年可节水1 680 kt,节水效益336万元。

摘要：将内循环曝气生物滤池(IRBAF)用于石化企业含油废水的深度处理。运行试验结果表明,IRBAF进出水中COD、ρ(氨氮)和P(石油类)平均值分别由153.2,8.8,8.5 mg/L降至82.3,1.4,5.1 mg/L,去除率分别为46.3%、84.1%和40.0%。处理1t水运行成本仅为0.30元。装置运行后,每年向环境中排放的COD、氨氮和石油类分别减少124.04,12.96,5.95 t,每年可节水1 680 kt,节水效益336万元。

关键词：内循环曝气生物滤池,氨氮,含油废水,废水处理

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曝气生物固定床滤池 篇7

1 试验方法

1.1 试验参数的确定

水力负荷:0.01 m3/ (m2·d) ～0.1 m3/ (m2·d) ;

气水比:0.5∶1～5∶1;

进水有机物浓度COD为205.4 mg/L～289.6 mg/L, 氨氮为16.9 mg/L～48.7 mg/L;

温度为31 ℃左右、pH=7.0～10;

运行周期:8 d～9 d为最佳;

反冲洗方式:先用气反冲, 再启动水泵, 气—水同联合反冲洗, 最后用水冲洗。

1.2 反应器的挂膜及驯化

挂膜启动的主要任务是培养生物膜, 整个过程其实是生物膜的适应过程。启动过程完成的主要标志是系统形成稳定的CODCr和氨氮 (NH+4-N) 去除率。本试验缺氧池以形成稳定的CODCr去除率为挂膜成功的标志, 而好氧池以形成稳定的NH+4-N去除率为挂膜成功的标志。在挂膜期间每天对进出水氨氮、CODCr进行监测。如果氨氮去除率达80%以上, CODCr去除率达到25%, 则认为挂膜成功。

2 试验结果及分析

本试验着重考察氧化剂 (30%双氧水) 投加量、气水比、回流比等影响因素对曝气生物滤池深度处理焦化废水生化出水效果的影响, 并确定该工艺处理焦化废水生化出水的最佳运行参数, 以便为实际工程设计提供优化的设计参数和运行条件。

2.1 氧化剂的投加量对去除效果的影响

2.1.1 氧化剂的投加量对COD去除效果的影响

系统在原水流量为4.0 L/d～6.0 L/d, 气水比为3∶1, 回流比为1∶1的运行条件下, 随着氧化剂投加量的增加, 整个系统对CODCr的去除率逐渐提高, 但当H2O2/CODCr值提高为3后, 再增加氧化剂 (H2O2) 的投加量, CODCr的去除率反而下降, 综合考虑, H2O2/CODCr=3是H2O2的最佳投加量。

2.1.2 氧化剂投加量对氨氮 (NH3-N) 去除的影响

由图1可知, 整个系统对NH3-N的去除较稳定, 没有出现明显变化, 亦即说明氧化剂 (H2O2) 的投加量对NH3-N的去除影响较小。

2.1.3 小结

氧 化剂投加量 (以H2O2/CODCr值计) 为3时, 是氧化剂 (H2O2) 的最佳投加量, 此时既在一定程度上提高了焦化废水的可生化性, 又不会破坏滤池微生物, 对其深度处理产生不利影响。

2.2 气水比对处理效果的影响

2.2.1 气水比对去除COD的影响

本试验在原水流量为4.0 L/d～6.0 L/d, H2O2/CODCr=3, 回流比为1∶1条件下, 考察了5种不同气水比对有机污染物 (CODCr) 去除效果的影响。

由图2可知, 整个系统对CODCr的去除率随气水比的增加先提高然后降低, 气水比为 (2～3) ∶1时系统对CODCr去除率最高。因此, 系统运行时的最佳气水比应为 (2～3) ∶1。

2.2.2 气水比对氨氮 (NH3-N) 去除的影响

气水比的增加, 提高了混合液的溶解氧浓度, 加速了自养型硝化菌的生长繁殖, 进而促进了NH3-N氧化, 提高了NH3-N的去除率;随着曝气量过大, 反应体系中氧的浓度受平衡溶解度限制, 溶解氧不仅不再增加, 过强的湍流反而造成水中溶解氧的解析及填料上生物膜的脱落, 降低了固定化微生物的浓度, 因而影响了好氧段NH3-N的去除。同时, 较大的气水比相应地增加了动力消耗, 因此, 综合考虑运行效果和运行费用, 曝气生物滤池深度处理该类焦化废水时, 最佳气水比为3∶1。

2.2.3 小结

考察气水比对有机物 (CODCr) 和氨氮 (NH3-N) 运行效果的影响及运行费用, 试验建议取最佳的气水比为 (2～3) ∶1。

2.3 回流比对处理效果的影响

2.3.1 回流比对有机物 (CODCr) 去除的影响

试验在原水流量为4.0 L/d～6.0 L/d, H2O2/CODCr=3, 气水比为3∶1的条件下, 考察了5种不同回流比对有机污染物去除效果的影响。

由图3可知, 在上述试验条件下, 回流比为0.5～1时系统对CODCr的去除率最高, 出现上述现象的原因在于回流比的增加致使水力负荷的增加, 相应地进水中有机负荷也增加, 可利用的营养物增多, 加速了微生物活性的提高, 有利于CODCr的去除;但随着回流比增加, 水力负荷相应增大, 加大了水流对滤料表面的冲刷, 使滤料间截留的悬浮物和脱落的生物膜较容易的被出水带出, CODCr去除率下降。

2.3.2 回流比对氨氮 (NH3-N) 去除的影响

试验在原水流量为4.0 L/d～6.0 L/d, H2O2/CODCr=3, 气水比为3∶1的条件下, 考察了5种不同回流比对氨氮去除效果的影响。结果显示, 回流比对NH3-N去除的影响类似于对CODCr去除的影响, 回流比为0.5～1时系统对NH3-N的去除率最高, 其平均去除率为90.63%。

2.3.3 小结

综合考察回流比对有机物CODCr和氨氮 (NH3-N) 运行效果的影响及运行费用, 建议取回流比为0.5∶1, 此时运行效果最佳。

2.4 优化工况下的处理效果

在优化工况下, 原水流量为4.0 L/d～6.0 L/d, CODCr=205.4 mg/L～289.6 mg/L, NH3-N=16.9 mg/L～48.7 mg/L, 水温为25 ℃～35 ℃, pH=7.0～10, 最佳氧化剂投加量 (以H2O2/CODCr) 为3∶1, 最佳气水比为 (2～3) ∶1, 最佳回流比为0.5∶1的工况下运行时, 曝气生物滤池深度处理焦化废水的运行处理效果最佳, 此时CODCr平均总去除率为49.35%、氨氮 (NH3-N) 平均总去除率为91.32%, 并且运行稳定可靠;此时氨氮 (NH3-N) 出水浓度可达GB 8987-1996污水综合排放标准的一级排放标准, 有机污染物 (CODCr) 出水浓度亦可达GB 8987-1996污水综合排放标准的二级排放标准。

摘要：研究了氧化剂 (H2O2) 投加量对焦化废水曝气生物滤池深度处理效果的影响, 同时考察了气水比、回流比对系统深度处理焦化废水的影响, 研究得出:最佳氧化剂投加量 (以H2O2/CODCr质量比计) 、最佳气水比、最佳回流比分别为3∶1, (23) ∶1, 0.5∶1, 此时有机污染物 (CODCr) 、氨氮 (NH3-N) 平均总去除率分别为49.35%, 91.32%, 并且运行稳定可靠。

关键词：焦化废水,曝气生物滤池,氨氮,化学需氧量,气水比

参考文献

[1]乔庆霞, 温桂照.焦化废水处理研究进展[J].能源环境保护, 2003, 17 (1) :18-20.

[2]朱文亭.污水的水解 (酸化) ——好氧生物处理工艺[J].城市环境与城市生态, 2000, 13 (5) :43-45.

[3]王阳.曝气生物滤池—化学沉淀—砂滤的中试应用[J].山西建筑, 2007, 33 (18) :175-176.

[4]尹承龙.焦化废水处理存在的问题及其解决对策[J].给水排水, 2000, 26 (6) :35-37.

[5]Kai-chee Loh.Immobilized-cell Membrane Bioreator for High-strength Phenol Wastewater[J].Journal of Environmental En-gineering, 2000 (1) :75-79.

曝气生物固定床滤池 篇8

1.1 实验装置。

主体设备为圆柱形上向流曝气生物滤池,由不锈钢制成,高4.5m、内径1.0m,有效容积2.4m3;底部设有穿孔管,用于布水和反冲洗;底部另设布气穿孔管两套,一套用于曝气,另一套用于反冲洗时的布气。填料为膨胀粘土颗粒,球型,粒径3～5mm,不均匀系数K60=1.8,颗粒比重1.56kg/m3,堆积孔隙率0.44;填装高度3.0m。填料层下部为承托层,承托层由重质瓷球组成,从上至下瓷球直径依次为4mm、8mm、15mm、30mm,每层高度100mm。反应器壁上每间隔30cm设有1个取水口,共10个,用于采取水样和测量水头损失。

1.2 实验废水及其水质。

装置安装在北方某城市小区的污水处理站,接纳的污水主要是该小区的生活污水及部分食堂废水,水质相对稳定,由该污水处理站初沉池污水水质的检测结果可见,该污水COD浓度在350mg/L左右,BOD5在160mg/L左右,可生化系数为0.45;悬浮物含量较少,氨氮浓度为34mg/L左右,未检出NO2--N和NO3--N。

1.3 运行控制。

反应设备以表面负荷(q)1m3/m2·h启动,并连续运行,未进行接种活性污泥,气水比控制在2:1～4:1的范围。为考察不同水力负荷对曝气生物虑池处理效能的影响,设置了1、2、3、4m3/m2·h等4个不同水力负荷条件,在每一水力负荷条件下连续运行14天。

曝气生物滤池是一种周期运行的水处理设施,随着曝气生物滤池的运行,悬浮物的逐渐积累,水头损失逐渐增加,为保证出水水质,必须定期进行冲洗。滤池冲洗周期根据水头损失来确定,根据先期进行的实验结果,本文以1.4m水头损失为指标进行反冲洗周期的控制,冲洗操作顺序如下:(1)气洗5min:关闭进水,以表面流速25m/h通入空气;(2)气水联合反冲洗10min:保持气速不变,以表面流速20m/h通入清水;(3)清水漂洗:停止进气,保持水漂洗10min;(4)静沉10min。

1.4 分析项目及方法。

中试设备运行过程中,每天检测的水质指标主要包括CODCr、NH4+-N、SS、pH和溶解氧(DO)等,其中,CODCr、NH4+-N、SS均依照美国水工业协会发布的标准方法[7],pH值采用PHS-3C型酸度计,溶解氧和温度采用JBB607溶解氧测定仪。

2 结果与讨论

2.1 表面水力负荷对SS、COD、NH4+-N去除率的影响。

表面水力负荷(q)是曝气生物滤池运行的重要参数,直接影响SS、COD、NH4+-N的去除率。中试系统装置首先在水力负荷为1.0m3/m2·h、20℃及气水比为3的条件下启动并达到运行稳定(冲洗周期控制在32～36h),并在温度和气水比保持不变的前提下,进一步考察了曝气生物虑池在2.0、3.0、4.0m3/m2·h等不同水力负荷条件下,对SS、COD、NH4+-N的去除情况。

从运行结果可以看出,中试曝气生物滤池对废水的SS和COD去除率,均表现出一致的规律,即每一次q的提高,都会导致SS和COD去除率的暂时下降,但随着运行时间的延续,又都会逐渐回升,并在3～5天后达到稳定。就SS的去除来看,在q分别为1、2、3、4m3/m2·h等4个不同水力负荷条件下达到运行稳定时,中试曝气生物滤池出水的SS浓度均稳定在6.5mg/L左右,而SS去除率均稳定在85左右。可见,在进水SS为50mg/L的条件下,中试曝气生物滤池对SS的去除率十分稳定,q的提高并未对SS的去除率造成影响。中试曝气生物滤池,通过生物膜填料的吸附和过滤作用,可以有效去除废水中的SS。

然而,q的提高,却对中试曝气生物滤池对COD和NH4+-N的去除产生了显著影响。在q分别为1、2、3、4m3/m2·h等4个不同水力负荷条件下达到运行稳定时,中试曝气生物滤池对COD的去除率分别稳定在92%、91%、90%和88%左右,而对NH4+-N的去除率则分别稳定在98%、92%、65%、25%和22%上下。可见,q的提高,对中试曝气生物滤池对NH4+-N的去除影响,要比对COD去除率的影响更为显著。

可生物降解的COD以及NH4+-N,是微生物生长繁殖必须的营养物质。分析认为,在中试曝气生物滤池运行的前期,即q为1m3/m2·h的运行期,填料表面的生物膜正处在生长阶段,大量微生物的繁殖,需要吸收和转化较多的COD和NH4+-N以构建细胞,此时表现出较高的COD和NH4+-N去除率(分别为92%和98%)。随着q的提高,尽管单位时间内,进入反应系统的COD和NH4+-N总量增加,为生物膜的进一步增长提供了足够的营养条件,但在反冲洗的水力冲刷作用下,填料表面的生物膜厚度受到限制,即中试曝气生物滤池中的生物量达到了饱和,此时,微生物吸收和代谢COD和NH4+-N的总量也就受到了限制。

因此,中试曝气生物滤池对COD和NH4+-N去除率,表现出随着q的提高而下降这一变化规律。微生物生长过程中,对碳素的需求量要比对氮素的需求量高出20倍左右[8],当中试曝气生物滤池中的生物量增长受到限制时,其对氮素的需求量比对COD的需求量下降的更为显著,这就是q的提高,造成中试曝气生物滤池对NH4+-N的去除率要比对COD去除率下降更为显著的一个重要原因。硝化细菌可将NH4+-N氧化为NO3--N,属化能自养型细菌。在好氧活性污泥系统中,可生物降解的COD量的增加,将促进化能自养微生物的增长,从而抑制自养型的硝化细菌的增长[9,10,11]。这是中试曝气生物滤池对NH4+-N去除率随q的提高而呈现显著下降,而对COD去除率的影响并不明显的另一个原因。

中试曝气生物滤池,即便是在q高达3.0m3/m2·h时,其出水中的SS、COD和NH4+-N浓度也可分别保持在15mg/L、60mg/L、18mg/L。以下,完全达到了国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。

2.2 温度对COD和氨氮去除率的影响。

温度对微生物的代谢水平具有显著影响,在一定范围内,温度降低10℃可导致微生物代谢活性下降1～2倍[12]。我国北方四季气温变化很大,而且昼夜温差大,掌握温度对曝气生物虑池运行效能的影响规律,对实际工程应用具有重要意义。本文在q为3m3/m2·h、气水比为3的条件下(冲洗周期控制在32～36h),考察了温度对中试曝气生物滤池处理城市污水的影响。

实验结果表明,水温在20℃和15℃时,对COD的去除率分别为85.4%和82.7%,对NH4+-N的去除率分别为63.2%和36.8%;当水温降低到8℃时,COD和NH4+-N的去除率分别仅为74.2%和24%。可见,曝气生物滤池的处理效能受温度影响较大,适宜的温度应控制在不小于15℃水平。

2.3 气水比对COD和氨氮去除率的影响。

曝气生物虑池中的微生物类群,以好氧微生物为主,因此,足够的溶解氧(DO)是成功运行的关键因素之一。实验结果表明,在q为3m3/m2·h、20℃的条件下(冲洗周期控制在32～36h),气水比从1逐渐提高到4的过程中,中试曝气生物滤池出水的DO随之从1mg/L上升到了5.5mg/L,当继续把气水比从4提高到4.5时,出水DO仅增加了0.4mg/L。在气水比从1提高到2的过程中,中试曝气生物滤池出水的DO从1mg/L增至2.1mg/L,对COD和氨氮的去除率直线上升,分别从60.1%和30.1%提高到了84.5%和40.2%;在气水比大于2,即DO>2.1mg/L的范围内,COD去除率不再随着气水比或溶解氧的提高而增加,而是表现出平稳的态势,维持在84%左右;而对NH4+-N的去除,直到气水比达到3,即溶解氧达到4mg/L后才趋于缓和,保持在65%以上可见,在q为3m3/m2·h、20℃的条件下,中试曝气生物滤池适宜的气水比控制为3比较合理。

3 结论

3.1 表面水力负荷(q)是曝气生物滤池运行的重要参数,直接影响SS、COD、NH4+-N的去除率。中试曝气生物滤池,在20℃的条件下,即便是在q高达3.0m3/m2h时,其出水中的SS、COD和NH4+-N浓度也可分别保持在15mg/L、60mg/L、18mg/L。以下,完全达到了国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。

3.2 曝气生物滤池的处理效能受温度影响较大,适宜的温度应控制在不小于15℃水平,温度对微生物的代谢水平具有显著影响水温在20℃和15℃时,对COD的去除率分别为85.4%和82.7%,对NH4+-N的去除率分别为63.2%和36.8%;当水温降低到8℃时,COD和NH4+-N的去除率分别仅为74.2%和24%。