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水污染问题越来越严峻,已经严重制约了我国经济和社会的发展。污水生态处理技术的发展为污水资源化和回用提供了广阔的前景,而强化式污水生态处理技术又是污水生态处理技术的主要发展趋势之一。由加拿大科学家约翰·托德发明的“Living technology’就是一种典型的强化式生态处理技术。本文依据“Living technology"原理模拟建造了一个污水处理系统,并命名为复合生态滤池。主要以生活污水为原水,应用单个及单级A/O复合生态滤池系统对其进行处理,对复合生态滤池处理废水的工艺参数和性能进行了研究。
植物的筛选研究表明一个钠灯和三个生物补光灯的组合基本可以满足植物的生长需要;风车草和芦苇是复合生态滤池的首选植物,其次是水葱、香蒲、菖蒲、黄花鸢尾、水芹菜。
复合生态滤池净化污水主要依靠包括陶粒、附着在陶粒表面的生物膜以及植物三者的综合作用。好氧复合生态滤池中生物膜在脱氮除磷中起很重要的作用,新鲜陶粒和复合生态滤池陶粒对氨氮的最大吸附量分别为25mg·kg<-1>和100-mg·kg<-1>,对总磷的最大吸附量分别为44 mg·kg<-1>和1-10mg·kg<-1>,两种陶粒对氮磷吸附量的差别说明复合生态滤池陶粒表面附着的生物膜有明显的脱氮除磷作用另外,植物对氮磷的去除有较大的影响,厌氧条件下植物每天对氨氮、总氮和总磷的去除率为740mg(NH<,4>-N)/(d·m<2>)、720mg(TN)/(d·m<2>)和147mg(TP)/(d·m<2>,);好氧条件下植物每天对氨氮和总氮的去除率为806mg(NH<,4>-N)/(d·m<2>)和1760 mg(TN)/(d·m<2>)。
单个复合生态滤池好氧间歇处理生活污水时,当每天进水量11.5L曝气量为0.12m<3>/h时,挂膜时间为10天,挂膜后生活污水的去除效果为氨氮100%、 COD 80%、SS 90%;单个复合生态滤池好氧连续处理生活污水时氨氮、COD、 SS的去除效果较好,在80-90%,但总氮总磷的去除率只有30-40%左右。
和单个复合生态滤池相比,单级A/O复合生态滤池对生活污水进行处理时总氮总磷的去除效果更好,并且最终出水TN和TP去除率在50%-60%,甚至效果更好;综合总氮、总磷、COD、氨氮的去除情况,得出单级A/O复合生态滤池和无植物陶粒床的最佳回流比应在4左右,最佳气水比分别在130:1,66:1左右;复合生态滤池和无植物滤池对比研究表明,复合生念滤池一方面对总氮和氨氮的去除率更高,另一方面当进水COD和SS浓度范围变化很大时,复合生态滤池出水还是很稳定,说明对进水冲击负荷的缓冲能力很强。