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本项目是华中科技大学环境科学与工程学院与武汉新天达美环境科技有限公司的产学研合作项目,目的是基于“STCC污水处理及深度净化技术”开发一种处理性能更好、抗冲击负荷更强、结构更简单、维护更方便的新型水处理工艺。为此,我们对三种不同填料(即STCC、木炭和陶粒)曝气生物滤池展开了处理城市污水效能比较,从启动过程、影响因素和空间特性等方面探讨新型曝气生物滤池的最佳设计参数,为进一步扩大实验提供依据。研究结果表明:三种曝气生物滤池采用“接种活性污泥再连续流培养”的启动方式挂膜时间大约需要25天;最佳水力负荷为0.070～0.093 m3/(m2·h);最佳溶解氧为2.5～4.0mg/L。增加水力负荷和氨氮容积负荷对三种曝气生物滤池出水COD、SS影响不大,但会使氨氮、总氮去除率降低,其中对陶粒曝气生物滤池的影响更大。溶解氧对三种曝气生物滤池的去除效果影响很大。当溶解氧低于1.5mg/L时,三种曝气生物滤池的出水COD、SS、氨氮、TN均不能达标。当溶解氧高于1.5mg/L时,三种曝气生物滤池的COD和SS均可达标,但氨氮无法达标。此时STCC和木炭曝气生物滤池的COD去除效果优于陶粒曝气生物滤池,继续提高溶解氧对STCC和木炭曝气生物滤池的COD去除效果影响不大。溶解氧高于2.5mg/L时,STCC和木炭曝气生物滤池出水氨氮可以达标,继续提高溶解氧对氨氮去除效果影响不大;当溶解氧高于4.0mg/L时,过高的溶解氧会抑制STCC和木炭曝气生物滤池的总氮去除。在STCC曝气生物滤池中,有机物和氨氮的去除效果随着滤床高度的增加而逐步增加。沿水流方向氨氮去除滞后于COD的去除。水力负荷的增加和温度的降低会增加滤床上部对COD的去除率的贡献。在木炭曝气生物滤池中,不同形态的氮在曝气生物滤池不同高度滤床分布不同。氨氮和总氮随着滤床高度逐渐降低;亚硝态氮随着滤床高度逐渐增加;硝态氮则先增加,然后在反硝化作用下逐步降低。该实验条件下,氨氮的去除动力学方程为C N = C N0 e?Kh,其中K值为6.8281。综合各方面分析,在相同条件下,木炭曝气生物滤池的处理效果优于STCC曝气生物滤池,STCC曝气生物滤池优于陶粒曝气生物滤池。