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氮素污染的危害极大,经济有效地控制氮素污染已成为当今环境工作者所面临的重大科研课题。2003年7月1日,国家执行了新的城镇污水处理厂综合排放标准(GB18918-2002),对城镇污水处理厂出水COD、氨氮和总氮等提出了更严格的要求,而现行的废水处理工艺一般难以达到此要求。为此开展了沸石强化SBR生物脱氮工艺研究,以期探索一种实用的生物脱氮新技术。
本课题采用三组并联运行的SBR池,对比常规SBR生物脱氮工艺和沸石强化SBR生物脱氮工艺的运行效果,对比不同进水浓度的沸石强化SBR生物脱氮工艺的运行效果。
试验结果表明:
(1)沸石具有强化SBR的生物脱氮功能,水温较低时强化作用更为明显。但沸石投加对COD的去除效果无直接影响。工艺运行的主要影响因素有:温度、进水水质、碱度等。水温太低或进水氨氮浓度过高会影响出水氨氮浓度。硝化过程中需投碱调pH值至8左右,以保证硝化反应的顺利进行。
(2)沸石对配水中氨氮和污水中氨氮的吸附可以用Frendlich和Langmuir等温方程式表征,为单分子吸附。沸石对氨氮和COD的吸附速度快。
(3)沸石在强化SBR生物脱氮工艺中,具有微生物载体和微环境调节、吸附、离子交换用及调节污染物浓度和改良活性污泥的作用。其吸附机理为:在反硝化阶段,沸石和活性污泥吸附进水中的氨氮和溶解性COD,粘附微生物和颗粒有机物,构成了沸石—生物复合体,进入好氧段(硝化阶段)后,在微生物和污水盐度的协同作用下,打破了沸石的吸附—脱附平衡。沸石源源不断地释放氨氮和COD,从而得到再生。
(4)投加沸石利于增加活性污泥的微生物量,并可改善污泥的沉降性能。沸石表面可以形成生物膜,利于微生物尤其是硝化细菌的生长繁殖,可促进有机物降解和生物硝化作用的进行。
(5)含沸石活性污泥的生物链长,常见的优势微生物种群以固着型纤毛虫为主。