论文部分内容阅读
本文选择污染严重、具有典型流域内污染代表性的济南市小清河支流全福河（上游称窑头大沟）作为研究示范区域,采用以上流式曝气生物滤池（BAF）废水处理工艺为主,并集成化学除磷技术,以实际纳污河道废水为处理对象,以达到净化水质和污水回用的目的,并对曝气生物滤池的运行特性及主要影响因素、微生物生态学特征、底物去除动力学以及BAF后置化学除磷技术进行了试验研究和理论探讨。BAF挂膜启动试验结果表明,BAF去除有机污染物挂膜较迅速,挂膜启动约15天后,有机物去除率能稳定在75%以上;BAF硝化细菌的挂膜有明显的滞后现象,大约在挂膜启动30天左右时,反应器才逐渐具有一定的硝化能力。曝气生物滤池运行特性试验表明,水力负荷、气水比和填料高度对BAF处理效果有较大影响。对于COD和NH3-N的去除,当气水比为3:1,水力负荷为1.2 m3/（m2·h）时,二者均能达到最佳去除效果。出水COD在50mg/L以下,去除率可以达到80%以上;出水NH3-N浓度在10mg/L以下,去除率可以达到80%以上;大部分COD在靠近进水端填料层内得到去除,而硝化作用主要集中在BAF的出水端附近。BAF对悬浮物（SS）有较高且稳定的去除能力,且受水力负荷、气水比的影响较小,出水浊度能稳定在5 NTU以下。BAF具有较强的再启动恢复能力;在低温条件下,BAF去除NH3-N的效果受到影响,但出水COD仍可达标,悬浮物的去除受影响不大,即使在较低温度下,出水浊度仍可在10 NTU以下,除浊效果较好。BAF微生物学研究表明,曝气生物滤池的活性生物量受营养基质浓度的影响较大,在有机物浓度较高的进水端生物量丰富,而出水端附近的生物量较少。生物膜活性与生物量不完全成正相关,由于生物膜中存在营养基质扩散的限制,尽管生物量增加,但生物膜活性有时反而会降低。进水端附近大约40cm厚的填料内,生物量和生物活性较高,大部分的有机物在这一段得到去除;随着水流向出水端流动,生物量和生物活性总体呈降低趋势,但硝化细菌逐渐大量生长,这对于NH3-N的硝化有着重要的意义。本研究在Monod公式的基础上,并假设BAF为总体近似推流、局部完全混合的生物反应器,推导了BAF底物去除动力学模型,并根据试验结果确定了模型常数。结果表明,曝气生物滤池对底物的去除动力学模型可描述为一级反应。本试验中,在进水水质和滤料一定的情况下,模型常数K仅为水力负荷v的函数。动力学模型揭示了曝气生物滤池处理纳污河水的机理,对于工程设计和处理效果预测均具有指导意义。试验采用后置化学混凝法除磷,混凝剂筛选试验表明,聚合硫酸铁（PFS）是理想的化学除磷混凝剂。当PFS投加量为35 mg/L时,总磷和磷酸盐的去除率分别达到86%和91%以上,出水总磷浓度可降低到0.38 mg/L,磷酸盐浓度可以在0.20 mg/L以下。应用PFS在去除污水中总磷的同时,对BAF出水的COD和浊度都有不同程度的降低,COD可由约80 mg/L降低到44 mg/L,浊度可由3.5NTU降低到大约1.1 NTU,出水水质得到进一步改善。