（市政工程专业论文）新型移动床生物膜反应器性能试验研究.pdf

北京建筑工程学院摘要 摘要 本研究以曝气生物滤池与流化床为基础，研发了一种新型移动床生物膜反应 器；反应器内填充试密度小于水的a n o x k a l d n e s ( 瑞典) 塑料填料。反应器拟作 为建筑中水( 小中水) 主要生物处理单元，以最大限度地节省设备建造空间、免 除运行反冲洗环节、降低运行能量消耗。以此反应器为研究对象，试验考察了不 同进水质( 人工合成污水、人工与生活污水结合与完全生活污水) 条件下的有机 物降解、氮的转化性能。同时，试验还验证了反应器出水仅需简单常规处理便可 达直接达到中水水质标准的潜力。 试验首先以人工合成污水进行性能测试，以考察c o d 、t n 、n h 4 + 、n 0 3 以及t p 的变化规律。初步试验结果表明，在反应器出水溶解氧( d o ) 浓度保 持在2 3 6 2m g l 的条件下，反应器对c o d 、t n 、n h 4 + 及t p 的甲均去除效果 分别为9 2 、5 4 、6 3 、和5 8 。由于反应器内被限制的d o 水平，硝化并 不完全，由硝化转化而来的n 0 3 基本上均可由反硝化去除，并没有形成出水n 0 3 积累现象。 当合成污水被参入1 1 0 的生活污水时，进水c o d 、t n 、n h 4 + 与t p 平均去 除率为9 2 、4 6 、7 7 、和4 6 ，效果基本上与完全合成污水时相同。与上 述试验不同之处是在此试验阶段提高了反应器内的d o 浓度( 出水d o = 3 2 6 7 m g l ) 。结果，出水中n 0 3 浓度明显很高( 最高时可达1 7 2m gn l ) 。 完全以真实生活污水作为试验进水时，尽管采用了2 种彳i 同的进水浓度， c o d 的去除效果( 8 0 8 2 ) 一直非常稳定，滤后出水c o d 均可保持在 4 4m g l 以下；n h 4 + 去除率( 3 6 9 5 ) 则视d o 控制水平( 出水d o = 3 9 7 1m g l ) 而 定，但t n 去除受反应器内d o 或碳源限制而不是很高( 1 5 2 1 ) ，因为出水中 存在看5 2 0m gn 几的n 0 3 。 反应器主体未设置泥水、水分离装置，出水经短时( 6 0m i n ) 沉淀或过滤后 即为真实的反应器出水水质，而这样的水质显然并不能完全满足中水水质标准， 特别是t p 。加药混凝、砂滤等是中水常规后续处理手段，反应器沉淀出水经这 样的后续处理后，明显可玄除较高程度的t p ；在混凝剂( 聚合氯化铝) 投加量 为2 0m g l 时刻获得0 0 6m g l 的出水t p 水质。同时，混凝、砂滤亦可显著改 善出水浊度与色度，使两者去除率分别达到8 8 与l o o 。 试验结果显示，所研发的新型移动床生物膜反应器运行稳定，出水水质经 后续常规处理能够满足生活杂用水的回用标准要求。 关键词：移动床生物膜反应器，a n o x k a i d n e s 填料，运行性能，c o d ，t n ， n h 4 + ，n 0 3 ，t p ，溶解氧( d o ) 北京建筑工程学院 a b s t r a c t a b s t r a c t t h en e wm o v i n gb e db i o f i l mr e a c t o rw h i c hi si m p r o v e do nt h eb a s i so fb a fa n d f l u i d i z e db e dw a sr e s e a r c h e d t h ef i l t e r i n gm e d i ao ft h et r i a lw a sa n o x k a l d n e s w h i c hd e n s i t yi sl e s st h a nw a t e r t h i sr e a c t o r ，a sm a i n l ys m a l lb i o l o g i c a lt r e a t m e n t u n i t ，i su s e di nt r e a t i n gt h eb u i l d i n gr e c y c l e dw a t e nt h ea i mi s t os a v e s p a c e m a x i m i z e l y ，t oa v o i do p e r a t i o nf l u s hl i n k ，a n dt or e d u c ee n e r g yc o n s u m p t i o n t h et e s t m a i n l ys t u d i e do nt h ef u n c t i o no fr e m o v i n gc o da n dn h 4 + o ft h en e ws t y l eu n d e r t h r e ed i f f e r e n tw a t e rq u a l i t y ( t h es y n t h e s i ss e w a g e ，t h em i xw a t e ro ft h ep r e f a b r i c a t e s e w a g ea n dd o m e s t i cs e w a g ea n dd o m e s t i cs e w a g e ) a tt h es a m et i m e ，t h et e s ta l s o v e r if i e dt h a te f f l u e n tc a nm e e tt h en o n p o t a b l er e u s er e q u i r e m e n t so n l ya f t e rs i m p l e c o n v e n t i o n a lt r e a t m e n t w i t hs y n t h e s i ss e w a g e ，t h et e s tw a si n s p e c t e dt h ev a r i a t i o no f c o d 、t n 、n h 4 + 、 n 0 3a n dt p p r e l i m i n a r yt e s tr e s u l t ss h o wt h ea v e r a g er e m o v i n ge f f i c i e n c i e so fc o d ， t n ，n h 4 + a n dt pw e r er e s p e c t i v e l ya t9 2 、5 4 、6 3 a n d5 8 ，a n dd ow a sa b o u t 2 3 - 6 2 m g l d u et o t h el i m i t e do fd ol e v e la n du n c o m p l e t e dn i t r a t i o n t h e t r a n s f o r m e dn 0 3 。b yn i t r i f i c a t i o nc a nb er e m o v e db yd e n i t r i f i c a t i o n ，s ot h e r ew a s1 1 0 n 0 3a c c u m u l a t i n gp h e n o m e n o n w h e na b o u t1 1 0d o m e s t i cs e w a g ew a sm i x e di ni n f l u e n t ，t h er e m o v i n gr a t eo f c o d ，t n ，n h 4 + a n dt pw e r e9 2 ，4 6 ，7 7 a n d4 6 t h et e s te f f e c tw a sm a i n l y t h es a m et ot h es y n t h e s i ss e w a g e t h ed if f e r e n ta s p e c tw a st h a td ow a si n c r e a s e di n t h i sp h a s e ( d o = 3 2 - 6 7m g l ) s o ，n 0 3o fe f f l u e n tw a si n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y ( m a x = 1 7 2m gn l ) i nu s i n gr e a ll i f e s e w a g ew a t e r , t h et e s tu s e dt w od i f f e r e n ti n l e tc o n c e n t r a t i o n s t h er e m o v i n ge f f e c to fc o d ( 8 0 8 2 、w a sv e r ys t a b l e t h ee f f l u e n tc o n c e n t r a t i o n a f t e rt h ef i l t e rc a nk e e pi n4 4m g lb e l o w t h ec h a n g eo fn h 4 + w a sc o n t r o l l e db yd o ( d o = 3 9 - - 7 1m g l ) b e c a u s eo ft h el i m i to fd oa n dn u t r i t i o nr e s o u r c e ，t h er e m o v i n g r a t eo f t nw a sv e r yl o w i tw a so n l y1 5 21 w i t h o u tm u da n dw a t e rs e p a r a t i o nd e v i c ei nm a i nr e a c t o r , t h er e a lr e a c t o re f f l u e n t w a sn e e d e dt og ot h r o u g ht h es h o r tt i m ep r e c i p i t a t i o n ( 6 0r a i n ) o rf i l t e r i n g b u tt h e e f f l u e n tq u a l i t yc a n te n t i r e l ym e e tt h ew a t e rq u a l i t ys t a n d a r d s ，e s p e c i a l l yt p b yt h e s u b s e q u e n tt r e a t m e n to fc o a g u l a t i o n - f i l t r a t i o no ft h er e g u l a rr e c l a i m e d w a t e r f o l l o w u pt r e a t m e n tm e t h o d s ，t po ft h ee f f l u e n ta f t e rp r e c i p i t a t i o nc a nb eh i g h l y 北京建筑工程学院a b s t r a c t r e m o v e d t pw a s0 0 6m e g la tac o a g u l a n td o s i n gc o n c e n t r a t i o no f2 0m e r l e t h e r e m o v a lr a t eo ft u r b i d i t ya n dc h r o m aw a sr e s p e c t i v e l ya t8 8 a n d10 0 a f t e r c o a g u l a n ta n ds a n df i l t r a t i o n e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h eo p e r a t i o no ft h en e wm o v i n gb e db i o f i l m r e a c t o rw a sv e r ys t a b l e t h ee f f l u e n tq u a l i t ya f t e rt h es u b s e q u e n tc o n v e n t i o n a l t r e a t m e n tc a nm e e tw a t e r q u a l i t y s t a n d a r df o ru r b a nm i s c e l l a n e o u sw a t e r c o n s u m p t i o n k e y w o r d ：m o v i n gb e db i o f i l mr e a c t o r ；a n o x k a l d n e s ；p e r f o r m a n c e ；c o d ；t n ； n h 4 + ；n 0 3 ；t p ；d i s s o l v e do x y g e n ( d o ) 北京建筑工程学院 硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容 外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成 果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明 确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：否永砥 日期：咖p 年孑月罗目 授权书 本人同意将所著硕士学位论文瓤刮寺矽矽环宅物暇 仅弘强咀僦试验研呃 著作权中的数字化制品复制权、信息网络传播权和汇编权授权北 宝建篁王猩堂瞳婴塞生处行使。上述授权的范围包括：墨曼立建箕 互猩堂暄自己使用或委托他人使用。 本人保证为该论文作者，依法享有著作权，并愿承担因著作 权问题引起的责任。 j g 塞建篁互狸堂医须依照我国著作权法的有关规定，充分尊 重本人享有的著作权权利( 包括获酬权) 。 本授权有效期5 年。 论文作者：鸯孚铂 ( 签章) 劲l o 年弓月，j 日 作者联系方式： 地址：爿u 啄彳帚嘎移贬峨咯l 易弓锵融宪邮编：l 矽蝴 电话：p 弓彩一钰易ff i ? 传真： 手机：lj 。6 01 8j 弓6 电子信箱：b 3 移勺g 脚l l 砖 伤们 北京建筑工程学院1 绪论 1 绪论 1 1 课题背景 联合国教科文组织2 0 0 9 年3 月1 2 日发布的第三版世界水资源开发报告 指出【，到2 0 3 0 年，4 7 的世界人口将居住在用水高度紧张的地区。一些干旱 和半干旱地区的水资源缺乏，将对人口流动产生重大影响。预计将有24 0 0 万到 7 亿人口会因为缺水而背井离乡。在2 0 0 8 年联合国秘书长潘基文出席达沃斯论 坛时就表示，敦促将严重的水资源缺乏危机列为2 0 0 8 年的全球首要议题口j 。水 是生命之源，不仅与人类的生活、生产等息息相关，同时也关系到国家间的安全 与稳定。而我国的水资源状况又如何呢? 1 1 1 我国水资源状况 随着经济发展，社会进步，人民生活水平不断提高，不仅对水资源的需求量 逐年增加，同时也造成了水环境压力的不断加大。我国目前面临着水资源短缺和 水污染两大问题。 1 1 1 1 水资源短缺 据初步统计”j ，2 0 0 8 年，全国水资源总量2 72 0 0 亿m 3 ，全国平均降水量 6 4 6 4m m 。全国总供水量58 2 8 亿m 3 ，与上年相比，总用水量增加9 亿i t l 3 。我 国水资源总量虽不小，居世界第4 位，占世界水资源总量的6 。但人均水资源量 却只有世界平均水平的3 l ，属于水资源紧缺的国家。2 0 0 9 年8 月份以来，我 国北方发生大范围严重旱情。据农业部农情调度，截至8 月2 6 日，北方黑龙汀、 吉林、辽宁、内蒙古、山西5 省区农作物受旱面积5 9 6 6 万m 2 ，重旱面积2 1 9 3 万m 2 ；国家防汛抗旱总指挥部办公室统计显示，截至9 月8 日，湖南、广西、 贵州、江西、湖北、重庆、广东等南方7 省份农作物受旱面积已达1 3 1 5 万m 2 ， 重旱3 l 万m 2 ，干枯9 6 万m 2 ，有2 7 5 万人、1 2 0 万头大牲畜因旱饮水困难， 其中湖南、广西、贵州三省区旱情严重【4 】。而今年由于枯水时间提前且水位低， 洞庭湖腹地大片洲滩裸露干枯，导致湿地鸟类食物减少，候鸟越冬形势严峻。同 时，洞庭湖水面面积急剧缩减，严重影响鱼类种群生长繁衍。在湘江枯水形式也 很严峻，长沙水厂制水量仅为设计能力的1 4 t 川。 在缺水的同时，水资源浪费现象很普遍。很多国家灌溉水的利用系数达到0 7 - 0 8 ，而我国大多只有o 3 o 4 。其次，工业用水浪费也十分严重，目前我国工业 万元产值用水量约是发达国家的l o 2 0 倍：我国水的重复利用率为4 0 左右， 而发达国家为8 0 9 0 【6 】。中国城市生活用水浪费也十分严重，据统计，全国 多数城市自来水管网仅跑、冒、滴、漏损欠率为1 5 - 2 0 【7 】。建设部副部长仇 保兴指出，由于我国城镇供水管网漏失率在2 0 左右，每年因此损失的自来水 北京建筑工程学院1 绪论 近1 0 0 亿m 3 。 1 1 1 2 水污染 除水资源数量短缺外，水污染严重导致水质性缺水，也正成为影响我国水资 源安全的重要因素。 根据中华人民共和国环境保护部2 0 0 8 年中国环境状况公报 8 1 ，七大水 系水质总体为中度污染，2 0 0 条河流4 0 9 个断面中，i i i i 类、v 类和劣v 类水质的断面比例分别为5 5 0 、2 4 2 和2 0 8 。2 8 个国控重点湖( 库) 中， 满足i i 类水质4 个，i i i 类2 个，类6 个，v 类5 个，劣v 类1 1 个。主要污 染指标为总氮和总磷。在监测营养状态的2 6 个湖( 库) 中，重度富营养1 个， 中度富营养5 个，轻度富营养6 个。全国废污水排放量从1 9 8 0 年3 1 5 亿m 3 增加到2 0 0 8 年的5 7 2 亿m 3 。多数城市地下水受到一定程度污染，并且有逐年 加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资 源短缺的矛盾，还严重威胁到城市居民的饮水安全和健康，并且也严重阻碍了我 国经济的可持续发展。 1 1 2 有效解决方法及中水回用 为缓减严重的形势，我们应从多方面着手解决水资源危机。 首先，应该加强人们的节水理念，杜绝水资源的浪费，积极发展节水工业、 农业。 另外，改善一贯采取的末端治理的治污策略转向源头控制。 再者，开拓水源，传统水源即地表水和地下水，而如今地表水逐渐枯竭，地 下水水位下降，世界各国纷纷转向非传统水源的开发。 非传统水源【7j 包括：雨水、海水以及中水回用。雨水具有季节性特点，水量 4 i 稳定：海水对于远海地方来说，“远水解不了近渴”，长距离的输送，需要十 分昂贵的基建投资和运行费用外，还有施工、管理等各方面的困难，得不偿失， 另外，海洋也受到了来自各方面不同程度的污染和破坏。而中水回用即使污水资 源化，是将城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内 进行直接或间接的使用的非饮用杂用水，是水资源有效利用的一种重要形式，既 可防止水污染，又可保护和改善生态环境，是缓减水危机的重要途径。 1 1 2 1 中水回用意义 污水从传统意义上来认识，就是废弃的、没有价值的，甚至可能对人类或生 物带来危害的废物。想到污水难免脱离不了“肮脏”、“废物”这样的词语。但随 着水资源的缺乏，水环境遭受的压力增加，使人们从另外的视角，发现了污水潜 在的独特价值中水回用，其意义具体体现在以下几个方面【9 】： ( 1 ) 为城市提供了一部分可利用的可靠的水资源量，还在于体现了水的“优 2 北京建筑工程学院1 绪论 质优用、低质低用”的原则。为避免居民生活所需的优质水被用于其它用途，美 国佛罗里达州规定：不允许将高级水质的水用于要求低级水质的场合。 ( 2 ) 对污水的一种“回收”和“消减”，是环境保护、水污染防治的重要途 径，减少了向水体中的排污量，减轻了水体的受污压力，有效地保护了水源，实 现了水的良好自然循环。 ( 3 ) 有利于提高城市的水资源利用的经济效益，投资及运行费用要低于长距 离引水所需的相应投资和费用；收取的水费可以作为用于水污染防治的一种经济 途径。还能产生一些间接效益：如污水排放量的降低而可减少排水工程的投资和 运行费用等等。 中水回用可以成为一种稳定的再生水源应用于多方面，不仅减少了对清洁水 资源的需求量，又能减少污染，有利于水环境的修复，具有很重要的现实意义。 1 1 2 2 中水回用途径 中水回用途径主要有以下几个方面： ( 1 ) 工j i k 用水主要作为冷却水和循环冷却水的补充水，工业用水占城市 用水量的4 0 一6 0 ，而冷却水量占7 5 8 0 。 ( 2 ) 农业灌溉污水经过二级处理后水质基本较好，有的甚至超过农灌水 质标准，可直接用于灌溉农田。目前，我国有许多城市都有利用，污水灌溉农田 势在必行。 ( 3 ) 地下水同灌用水经过适当处理后注入或渗入地下含水层，以补充地 下水。地下水回灌是防止地下水超采和地面下沉、有效蓄水和调配水资源的一种 方法。 ( 4 ) 市政、环境、娱乐和景观用水包括了观赏性景观用水、娱乐性景观 用水及恢复自然湿地或营造人工湿地。 ( 5 ) 生活杂用水包括居住建筑、公共建筑和工业企业非生产地区用于冲 洗卫生用具、盥洗等，杂用水的使用可大大节省饮用水质自来水的消耗量。 1 1 3 国内外中水回用状况 1 1 3 1 国外中水回用状况 世界上很多国家存在淡水资源不足的问题，中水的开发利用很好地解决了这 一难题，并且收到了客观的经济效益和社会效益。 美国早在1 9 5 0 年就对污水深度处理进行了试验研究。中水利用工程主要分 布于水资源短缺、地下水严重超采的西南部和中南部地区。回用均以农业灌溉和 工业用水，目前，城市废水回用量达9 3 8 x1 0 8m 3 a ，灌溉、工业、地下水回灌及 其他回用( 娱乐、养鱼等) 分别为6 2 、31 。5 、5 和1 5 l 引。 日本从1 9 6 2 年开始，曰本沿海和西南一些缺水城市就已经开始考虑将城市 北京建筑工程学院1 绪论 污水处理厂的出水经进一步处理后回用于工业、生活或生活杂用( 以冲洗卫生设 备为主) 。到2 0 世纪8 0 年代中期，日本的城市污水回用量就达到了0 6 3 x 1 0 8 m 3 d 1 1o l 。 以色列位于地中海东岸，大部分为干旱和半干旱地带。人口6 0 0 多万，水资 源总量1 9 6 9 x 1 0 8 m 3 ，人均水资源占有量3 0 0m 3 左右。1 9 9 0 年，全国取水量已达 1 8 1 0 81 9 x 1 0 8m 3 ，由于开采量过大，导致地下水水位下降和水质恶化。为解决 水资源与用水需求之问的矛盾，采用了污水回用措施。目前，以色列有2 0 0 多个 污水回用工程，4 2 用于农业灌溉、3 0 用于地下水回灌，其余用于工业级市 政建设等。污水资源给以色列带来了极大的经济效益【l o , l l 】。 除了美国、日本、以色列外，俄罗斯、西欧各国、印度、南非和纳米比亚的 中水回用也很普遍，中水回用已经成为世界上不少国家解决水资源不足的战略性 对策，在国外已经有丰富的经验，满足或部分满足由于水资源缺乏限制城市和工 业发展的需要。 1 1 3 2 我国中水回用状况 我国的中水同用起步比较晚，2 0 世纪8 0 年代以来，不少城市开展了试验研 究，国家“七五”、“八五”期间，中水回用作为一个大课题列入攻关计划，并取得 了初步成果，提出了相应的污水资源化技术 1 0 】。但是由于管理体制限制，资金 缺少以及人们的观念，中水回用工程并没有兴盛起来，没起到多大实效。在近 1 0 多年来，为了缓减水资源的危机，中水回用才渐渐受到重视，北京、天津、 太原、青岛、西安等缺水城市己先后建立一系列污水回用工程。近几年，大连市 采取政府投资配套中水输水管网、食业出资兴建深度净水设施、给予应用污水厂 排水的企业优惠水价等措施，大力推进废水资源化工作，目前全市中水回用率达 3 2 ，与计划，至2 0 l o 年7 月末，大连市整体的中水回用率将超过4 0 9 l 。 1 1 4 常见的中水回用工艺 根据中水原水的水量、水质以及中水的使用途径不用，回用工艺也不尽相同， 大致可分为物化为主的处理工艺、以生物处理为主的处理工艺和生物处理与物化 处理相结合的处理工艺 1 2 , 1 3 1 。 1 物化处理工艺流程 原水一格栅一调节池一物化处理一过滤一消毒一中水 2 物化法深度处理工艺流程 原水一调节池一混凝沉淀或气浮一过滤一消毒一中水 3 生物处理和物化处理相结合的工艺流程 原水一格栅一调节池一生物处理一沉淀一过滤一消毒一中水 4 生物处理和深度处理相结合的工艺流程： 4 北京建筑工程学院1 绪论 原水一格栅一调节池一生物处理一沉淀一过滤一消毒一中水 5 物化与生化结合的深度处理流程 原水一调节池一微絮凝过滤一生物活性炭一消毒一中水 6 膜生物反应器处理工艺流程： 原水一调节池一预处理一膜生物反应器一消毒一中水 7 曝气生物滤池处理工艺流程 原水一格栅一调：1 了池一预处理一曝气生物滤池一消毒一中水 8 微孑l 过滤处理工艺流程 原水一调节池一微孔过滤一消毒一中水 在众多工艺中，纯物化处理法，无生物的培养和维护问题，比生化法简单， 省事，但其对溶解性有机物的去除效果较差，仅能适用于有机物浓度较低的优质 杂排水。微絮凝过滤处理方法，在布气不均匀时，容易造成局部碳层缺氧，甚至 引起水质产生臭味，工艺要求原水中悬浮物s s 4 4m g l 后，随着d o 的增加，出水n h 4 + 滤后浓度满足生 活杂用水的水质标准所要求的1 0m gn l 。因此，在这个阶段，需要控制溶解氧 在4 4m g l 之上，才能满足回用的要求。 2 0 0 1 5 0 _ j b o 三1 0 0 o o o 5 0 o 5 0 4 0 3 0 2 0 l o o 5 图3 2 9 第三阶段( i i ) 中d o 与c o d 浓度的关系 + 进水浓度 7 图3 3 0 第三阶段( i i ) 中d o 与n h 4 + 浓度的关系 图3 2 9 和图3 3 0 为第三阶段( i i ) d o 与c o d 、n h 4 + 浓度的关系图。试验 北京建筑工程学院 3 反应器的性能试验研究 期间，c o d = 1 4 4 - - 1 7 7m g l ，n h 4 + = 3 3 4 4 7 5m g n l ，d o = 5 1 7 1m g l 。 c o d 进水浓度较低，同前面两个阶段，c o d 出水负荷能够达到回用标准， 不会给回用带来影响。 进水中n h 4 + 的浓度较高，d o = 5 1 6 5m g l 时，出水n h 4 + 滤后浓度达不到 生活回用水的水质标准，d o 提升至6 5m g l 后，出水n h 4 + 滤后浓度 6 5m g l ，反应器内才能进行 良好的硝化作用，使得出水满足标准要求。 3 4s s 与出水中c o d 、 l p 关系图 在整个论文中，所提到的m 水后的各项指标，均为过滤后的值。出水中s s 与彳i 溶性的c o d 、t p 的关系，如图3 3 l 、图3 3 2 所示。 3 o2 0 图3 3 1v s s 与不溶性c o d 关系 l o o1 2 0 02 04 06 0 8 0 1 0 01 2 01 4 01 6 0 s s ( m g l ) 图3 3 2s s 与出水不溶性t p 关系 鲫 加 叩 如 o 18lliv凸oo掣瓷佟 5 2 5 l 5 d 2 1 o j 匕京建筑i g # 从图中可以看到出水混台液中的s s 与出水中小溶性c o d 、t p 呈一定的线 性关系，在与不溶性n h 4 + 的分析中没有得到明显的线性关系，但其对n h 一+ 浓度 有肯定的影响。说明脱落掉的生物膜中含有不溶性c o d 、磷，氮，其去除需要 通过后续沉淀、过滤工序予咀完成。 35 微生物显微镜监测结果 在适宜的营养条件下，微生物可| 三【在合适的载体表面附着生长、繁殖。从运 行初期到运行一段时间，生物膜上的生物会由低等逐渐向高等演化运行初期， 只见人量的细菌，待运行正常和生物膜降解良好时，相应地出现许多较高等的微 生物。在系统稳定运行后，利用显微镜观察到的钟虫和线虫，如图( a ) 和( b ) 。 ( a ) 钟虫( b ) 线虫 图3 - 站疆微镜f 观测到的微生物 钟虫属于原牛动物中的固着型纤毛虫粪，喜在寡污带中生活，是水体自净程 度高、污水生物处q 好的指示生物。线虫等后牛动物能是生物膜快速更新，保证 生物膜的活性和良好的净化功能，保证出水水质良好”i 。 因此，可以通过微生物膜上的生物相起到指示生物的作用，用来检查、判断 生物膜反应器的运转情况和污水处理效果。 36 小结 1 经过2 个月时间捧膜试验，出水c o d 平均去除率高达9 i6 ，抟膜已经 完成。 2 性能测试第一阶段试验期间( 进水由人工合成，d o = 2 3 “6 6m l ， p h = 7 8 80 ，c o d = 3 6 8 4 8 2 m g l ，n h 4 + = 1 88 3 i5m g n l ) ，c o d 、n h 4 + 平均 土除率分别为9 2 和6 3 ，t n 、t p 去除更多是由微牛物同化作用实现的。 3 性能测试第一阶段试验期曰( 进水由人工合成和生活污水结合配制，q - 2 0 l h ，p h = 7 如8i ，d o = 32 67m l ，c o d = 2 5 6 4 2 2m g l ，n h 4 + 2 0 啦3 62m g n l ) ，c o d 平均去除率为9 i9 ，n 平均去除率约为7 7i ( 较高时达到 3 5 北京建筑工程学院3 反应器的性能试验研究 9 6 5 ) ，由于较高的d o 浓度，出水n o r 浓度较高，最高时可达1 7 2m gn l 。 4 性能测试第i 阶段试验期间( 进水采用完全生活污水，q = 2 0l h ， p h = 7 8 8 ，d o = 3 9 , - 7 1m g f l ，c o d = 7 8 17 5m g l ，n h 4 匕2 3 0 3 7 5m gn l ) ， 经过调节d o ，出水c o d 、n h 4 + 可以满足生活杂用水回用标准的要求。 5 不同取样口取样对c o d 、n h 4 + 、n 0 3 进行测试，发现彳同的取样口中水 样的c o d 、n i - 1 4 + 、n 0 3 浓度基本相同，反应器内部处于完全流化混合。 6 显微镜进行微生物观测，有观测到钟虫和线虫等微生物，证实系统运行 稳定，出水水质良好。 北京建筑工程学院 4 反应器出水后续处理效果 4 反应器出水后续处理效果 在第三阶段性能测试期间，同时也研究了经过投加混凝剂+ 砂滤的中水常规 处理后出水情况。试验主要是通过杯罐试验完成的。 4 1 混凝+ 砂滤试验思路 试验主要是通过杯罐试验完成。杯罐试验是在设备和操作都很简单的条件 下，能够反映出混凝过程中很多因素间的错综复杂关系，所以一直是用于研究和 控制混凝过程的最主要方法。如美国调查了4 5 个用硫酸铝作混凝剂的水厂，有 4 2 个厂单用杯罐试验控制混凝过程【6 2 1 。 本试验具体操作如下【6 3 】： ( 1 ) 先将出水静沉lh ，将大部分恳浮物沉淀下来，可节省混凝剂的投加量， 也减少了试验的阻力。 ( 2 ) 取等量( 1 0 0 0m l ) 的6 烧杯水，置于六联搅拌器下。按烧杯数目选用一 个系列的混凝剂投加量，稀释成等容量，装在投药架的小试管中。 ( 3 ) 开动搅拌器后，以1 2 0f f m i n 的转速进行快速搅拌，按药剂的剂量和投加 川页序同时向每个烧杯内加药，搅拌约1m i n 。降低转速进行慢搅拌约2 0r a i n ，转 速以保持烧杯内颗粒均匀悬浮起来为度，一般为2 0 4 0r m i n ，本次试验采用的是 3 0r r a i n 。 ( 4 ) 搅拌停止后，沉淀1 5m i n 。 ( 5 ) 将上清液经过自制砂滤池过滤，测定出水浊度、色度以及c o d 等指标。 4 2 混凝剂的选取 试验首先从浊度和色度两个角度在投加量相同的情况下对f e 3 c l 和聚合氯 化铝( p a c ) 的效果进行了比较，采用的投加量分别为4 m g l 、1 0m g f l 、2 0m g l 、 3 0m g l 、4 0m g l 和5 0m g l ，结果如下图所示。 从图4 i 中可以很直观的看出来，无论是浊度还是色度，聚合氯化铝( p a c ) 的去除结果较f e 3 c l 好。试验中选用聚合氯化铝( p a c ) 为混凝剂进行试验。 3 8 北京建筑工程学院4 反应器出水后续处理效果 4l o2 03 04 05 0 投加量( m g l ) 4l o2 03 04 05 0 投加量( m g l ) ( a ) 相同投加量下f e 3 c i 和p a c 的 ( b ) 相同投加量下f e 3 c l 和p a c 的 浊度去除比较 色度去除比较 图4 - 1相同投加量下f e 3 c l 和p a c 的浊度、色度去除比较 4 3 混凝+ 砂滤对出水影晌 4 3 1 混凝+ 砂滤对出水浊度和色度影响 浊度去除的原理主要是加入混凝剂后，经充分混合搅拌，使得粒径较小的悬 浮物凝聚在一起形成粒径较大的颗粒物后，经沉淀池的沉淀和砂滤池物理截流后 而去除，使得出水浊度进一步降低。色度主要是由于溶于水的腐殖质、有机物 或无机物造成1 6 引。 图4 2 中的( a ) 和图4 3 中的( a ) 为进水、静沉l h 后的出水以及出水直接 通过砂滤池后的浊度和色度比较图。图中的( b ) 和图中( b ) 投加量分别为0m g l ( 未投加混凝剂) 、2m g l 、4m g l 、6m g l 、