生物接触氧化法中载体固定位置对污染物去除效果的影响研究

1、生物接触氧化法中载体固定位置对污染物去除效果的影响研究论文摘要：研究了生物接触氧化工艺处理生活污水过程中新型载体分别固定在反响器上部、反响器底部、一半固定在上部一半固定在下部时出水效果的影响。结果说明在产水量为120L/d，气水比在5-6：1，载体填充率为50%时，采用人工方法强制将载体一半固定在反响器底部一半固定在反响器上部时，出水COD可达30.69mg/l、BOD可达7mg/l、氨氮可达1.97mg/l。当载体全部固定在反响器上部或者底部时，均不利于水中污染物的去除。论文关键词：生物接触氧化,载体位置,污水处理中文分类号：X703引言生物接触氧化法以其所具有的出水水质优，占地面积小，污泥

2、产量小等突出优势，已成为推动水工业新一轮技术革新的主力。它的主要特点是：当污水从固定或者流动的载体外表流过时，在载体外表逐渐生长着生物膜，这种生物膜对于污水中的污染物质具有吸附、代谢的功能，从而使出水得到净化。如今生物接触氧化技术开展中常用的载体分为两种：有机载体和无机载体。由于无机类载体自身密度较大，不适宜做流态化运动，使其在应用方面受到限制，大量的有机载体应用越来越广泛。笔者研制开发的新型载体外表粗糙度大、比外表积大，具有更好的生物亲和性，有利于微生物生长和优势菌属的培养，通过实验证实其具有广泛的应用前景。1实验材料和方法1.1实验装置本实验装置如图1所示。反响器采用高级有机玻璃制成圆柱状

3、，在反响器内壁设有固定槽，用来固定带孔卡板。在反响器底部有进水口，曝气口和放空口。在反响器外壁右侧设有不同高度的取样口4个。经过细格栅后的生活污水首先在进水箱中停留1.52小时，然后送入反响器中与载体接触反响，最后由上部出水口排出。采用同向上向流，设计流量为120L/d，气水比为56：1。反响器具体参数见表1-1。表1-1反响器的根本参数Table1-1basicparametersofreactor 根本参数 数值 反响柱高/mm 800 反响柱直径/mm 200 有效容积/L 25 填充层高度/mm 400 曝气量(固定)/(ml/min) 450 1-进水箱2-蠕动泵3-进水口4-放空管

4、5-气泵6-气量控制阀门7-气体流量计8-曝气条9-固定槽10-带孔固定卡板11-取样口图1生物接触氧化法实验装置图Figure1devicefigureofexperimentofbiologicalcontactoxidation1.2实验所用载体如图2所示，实验用载体为本实验室自行开发的一种新型生物亲和性聚氨酯载体，具有比外表积大、亲水性好、抗冲击力强、生物亲和性强、易挂膜、挂膜时间短、生物活性高、生物量大、传质效果好、能耗低、处理效果高等优点。具体载体参数见表1-2。图2新型生物亲和性聚氨酯载体Figure2newpatterncarrier表1-2实验所用载体性能参数Table1-2

5、performanceparametersofnewpatterncarrier 根本参数 数值 比重/(g/cm 0.025-0.030 堆积个数/(个/m ) 60000-70000 比外表积/(m /m ) 1000-1200 孔隙率/% 90以上 使用温度/ -35-35 1.3实验用水本实验用水为哈尔滨太平污水处理厂经细格栅后再由进水箱停留1.52小时后的出水。出水主要水质指标见表1-3。表1-3主要水质指标Table1-3waterqualityindexes 指标 COD BOD NH -N TN TP 温度 范围 260350 190240 3547 4560 4.2-6.1

6、23-35 平均值 308 211 41 44.5 5.2 29 1.4分析指标及方法本实验中分析工程及方法见表1-4。表1-4分析工程及分析方法Table1-4analysisofprojectsandmethods 分析工程 分析方法 COD 重铬酸钾法 BOD 稀释接种法 NH -N 纳氏试剂分光光度法 TN 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法 2实验结果与讨论2.1载体固定位置对COD的去除效果的影响COD去除效果见图3。从图中可以看出，一、二号反响器出水COD值均在80mg/l110mg/l之间，去除率仅有68%左右；三号反响器出水COD值均低于50mg/l，去除率到达87%左右。图3载

7、体不同固定位置出水COD值Figure3theCODofcarrierdifferentfixedposition生物接触氧化法中COD的去除主要靠附着在载体上的各种异氧微生物，通过异化作用，新陈代谢和呼吸等作用，最终将其转化成CO和HO排出体系。在一、二号反响器中，由于污染物氧化不充分，曝气装置易堵塞导致出水COD值偏高；三号反响器中当污染物进入系统时先与微生物接触进行预氧化，然后通过曝气再与微生物接触氧化，因此到达了充分接触氧化目的的同时保证了出水的稳定性。从图3中可以看出，三号反响器出水COD值到达了GB18918-2002中规定的一级A标准。2.2载体固定位置对BOD的去除效果的影响B

8、OD去除效果见图4。从图中可以看出，一、二号反响器出水BOD均在30mg/l左右，而三号反响器出水BOD可降低至10mg/l左右，去除率到达90%。图4载体不同固定位置出水BOD值Figure4theBODofcarrierdifferentfixedposition我国北方城市污水处理厂二级生化处理后，BOD/COD值一般在0.25左右，可生化性较差，剩余的有机物一般大多为难生物降解的有机物。综合图3、图4可知，一二号反响器由于接触时间不够，微生物堆积量较大导致氧的传递效率较低，出水BOD/COD值在0.3左右，仍然具有一定程度的可生化性。而三号反响器出水BOD/COD值在0.20-0.22

9、之间，可生化性较差。2.3载体固定位置对NH-N的转化效果的影响氮是导致我国水体富营养化的主要元素之一。氨氮转化效果见图5。从图中可以看出，一、二号反响器出水NH-N值均较高，在15mg/l左右；三号反响器出水NH-N值较低，在5mg/l左右，NH-N转化率可到达85%。图5载体不同固定位置出水NH-N值Figure5theNH-Nofcarrierdifferentfixedposition生物接触氧化中氨氮的去除主要靠附着生长在载体上的亚硝化菌和硝化菌通过化能自养作用将氨氮转化为硝酸盐氮的过程，此过程需要消耗溶解氧。在一、二号反响器中当出水有机物浓度较高时，系统中异样菌大量繁殖占据了主要生

10、态位，抑制了硝化菌的生长，从而导致出水NH-N值较高；而在三号反响器中有机物去除的较彻底，由于下部有机物氧化较彻底，上部才有较高的溶解氧，给亚硝化菌和硝化菌提供了较好的生长环境，从而使出水NH-N值较低。这也从另一方面说明在整个反响体系中,由于适宜的溶解氧、温度等反响条件和较长的水力停留时间，反响器中硝化细菌能够较好的生长与繁殖,硝化细菌已成为反响体系中的优势菌种之一。这也充分发挥了二段法的特点：同类微生物种群间的协同作用，克服不同微生物种群间的拮抗作用。2.4载体固定位置对TN的去除效果的影响为了更好地保护水体环境，我国污水排放标准日益严格，不仅要求有效的去除水中BOD，而且对污水中氮的去除

11、也有更高的要求。TN去除效果见图6。从图中可以看出，二号反响器TN去除效果较好，平均去除率可达30%以上。一、三号反响器出水TN浓度平均为40mg/l左右，去除率只有18%左右。图6载体不同固定位置出水TN值Figure6theTNofcarrierdifferentfixedposition生活污水中TN的去除主要靠反硝化细菌在缺氧条件下通过同化作用将其转化成氮气排除体系。二号反响器由于微生物堆积密度较大，氧的传递效率较低，导致载体中上部形成缺氧环境。反硝化细菌易于生长在生物膜的内层，系统通过长时间的运行和驯化，故而在载体内部生长了较多的反硝化细菌。一、三号反响器由于水中溶解氧较好，不利于反硝化菌的生长，因此TN的去除效果不理想。3结论1、该新型的生物接触氧化法工艺可以有效的去除污水中有机物，COD和BOD去除率分别可达85%和90%以上。当进水COD和BOD值在300mg/l和220mg/l左右时，出水可达35mg/l和20mg/l左右