COD濃度對生物流化床工藝污染物去除效果的影響分析

于 艷 王蘊琦 單嘉霖 梁海波 程奕菲

（吉林建筑大學城建學院 吉林長春 130000）

COD濃度對生物流化床工藝污染物去除效果的影響分析

于 艷 王蘊琦 單嘉霖 梁海波 程奕菲

（吉林建筑大學城建學院 吉林長春 130000）

在進行污水、廢水處理的過程中有很多物質可以被氧化，化學需氧量就是就是被氧化的物質所需要的還原性物質的量，在進行某些污染性水域或者工業廢水的處理過程中，化學需氧量是一個非常重要的指標，同時通過化學需氧量我們可以快速測定污水中的有機物污染程度，本文主要分析了 COD濃度對生物流化床工藝中對 COD、氨氮、總氮及總磷等污染物的去除效果，進而探討了COD濃度對生物流化床工藝污染物去除效果的影響。

COD濃度；生物流化床工藝；污染物去除效果影響

生物流化床工藝主要利用流化態進行操作，因此沒有固定床生物膜法中操作容易出現阻塞的問題，作為一種生物強化處理，可以提高微生物降解有機物的能力。根據相關研究可知，水底物的濃度會對生物流化床的運行產生一定的影響，如果進水濃度低于臨界濃度，反應器的去污效果直接受到底物濃度的影響，底物濃度越大，那么去污效果越好，此時生物膜對基質的氧化去除能力處于飽和狀態；當進水底物的濃度超過一定的值，那么其去污效果就會受到較大的影響.

1.試驗材料和設備

1.1 填料

為了取得良好的實驗效果，本次研究采用具有特殊性質的竹炭作為填料，同時把填充率保持在 12%，竹炭的產生有嚴格的環境要求，竹材受熱后在一定的反應后進而分解產生，這種特殊的反應過程給竹炭帶來了特殊的結構和作用，竹炭的微觀結構與展開的碳納米管類似，這就使得竹炭的內部具有強烈吸附性的孔隙結構，同時展開面積大，可以達到360m2/g，竹炭的種種特性促使人們把它用來作為污水處理的材料，因為其特殊的內部結構可以為微生物提供較大的附著面積，且附著條件良好，可以吸附大量的生物，同時對于多種生物都可以產生吸附作用，基于這些特點，使得相關系統極大地提高了對有機污染物降解的能力，因而使之具有良好的實驗效果。

1.2 試驗設備

實驗反應器采用升流式設計，在反應器的底部設有特殊的裝置，可以使空氣和污水由此進入反應器，空氣和污水在反應器內進行一定的相互作用和反應，氣體由反應器頂部排出，反應后的廢水則經過蠕動泵進入下一個操作階段，為了控制反應所需的空氣，使用空氣壓縮機把空氣通過流量計進行準確計算，可以保證對空氣的良好控制和掌握，在反應器內空氣和污水進行充分的混合，為接下來的處理做好準備，此時竹炭處于流化狀態，污水在反應器內部停留一段時間，進行相應的作用和反應，此時實驗過程已經接近尾部，反應過后的廢水可以通過濾池頂部排出。為了達到良好的實驗效果，本次反應器采用外徑為11厘米內徑為10厘米的透明玻璃柱，玻璃柱的高度為34厘米，經過計算可知玻璃柱的內部截面積為78.5平方厘米。反應器內部設有對應的導流筒，導流筒的規格與反應器保持一致。

2.試驗過程

實驗過程采用連續進水的方式，為了保證實驗效果，流速一般保持在一個恒定的水平或者逐漸提高流速，先把大的竹炭敲碎，進而選出適量的竹炭，然后把這些竹炭放入水中浸泡三天，等到竹炭下沉到底部，不在漂浮在上部。把反應器的有效容積通過科學方法計算出來，然后開展掛膜，為了保證實驗效果，把高度控制在28cm，直徑保持在10cm，根據反應器的規模進行填料，填料保持在12%，把預先備好的竹炭加入反應器，并加入對應的水量。完成相關步驟和掛膜，還要把 10g的特殊菌粉溶進反應器內部的水中，做好這些后把相關物質進行悶曝，時間為一天，為了提高實驗效果，要注意把氣體和水體的比例保持在36.4:1的水平，這么做有利于恢復微生物的活性。

在進行實驗的容器內住滿水，把事先準備好的營養液按照特定的速度完成掛膜培養。在這個過程中微生物完全附著在填料表面，這些微生物可以發揮其特殊作用進行相關反應，具體來講這些微生物會吸取處理廢水中的有機物作為生長繁殖的營養，這個過程進行到一定階段后，在相關反應的作用下就會形成一個生物薄膜。本次實驗采用的液體主要成分如下，葡萄糖960mg/10L,碳酸氫銨930mg/10L，磷酸二氫鉀13.4mg/10L。

掛膜期間，反應器內部的各種指標包括進行處理的液體中的有機物含量、進水和出水速度都會對實驗結果產生影響，因此必須做好相關指標的監測措施和控制措施，保證反應的順利開展，當COD去除率趨于穩定之后，實驗的主要過程就完成了。

本次實驗對一些具體條件有嚴格的限制，具體來講包括反應器內部的水溫保持在18℃左右，竹炭粒徑保持在10—20目，氣體和水體的比例保持在86∶1，水力停留時間為3h，對COD的濃度進行調整，具體指標分別為100mg/L、200mg/L和400mg/L，進而分析不同濃度條件下反應器對水體中污染物的去除效果。

3.試驗結果分析

3.1 去除效果分析

在基礎條件保持一致的情況下，COD的去除效果主要受到容積負荷的影響，當容積負荷越高時去除效果越差，通過對比不同濃度條件下的COD的去除效果發現，當COD為100mg/L時效果最好。經過處理的水體可以達到相關排放標準，當COD的濃度處于最低水平時，為16mg/L，此時如果進水保持在200mg/L，那么每天的處理效果可以達到二級標準，但是當進水在 400mg/L時，對污染物的處理效果則難以達到相關標準，去除率只能達到51.0%。

3.2 對氨氮的去除效果分析

通過對實驗結果進行分析可知，氨氮的處理效果主要受到COD濃度的影響，當COD的濃度升高時，氨氮的處理效果出現下降。但是這個降低的過程比較舒緩，當進水COD=100mg/L濃度時去污效果較好，此時出水的氨氮水平可以達到相關標準。但是進水中的氨氮含量較少的情況下，微生物對氨氮的去除效果一般。

3.3 總氮的去除效果分析

總氮的去除效果主要受到進水濃度的影響，當進水濃度升高時，總氮的去除效果降低。本次實驗分別采用 100、200、400mg/L的濃度，每次實驗結果顯示水質基本保持穩定，而且當濃度升高時水質處理效果更好，這個結果可以說明反應器對容積的負荷改變可以很好地適應。三個條件下的出水的總氮含量都能達到相關污水處理廠的處理標準。

3.4 總磷的去除效果分析

實驗顯示總磷的去除效果主要受到進水濃度的影響，具體來講當進水濃度升高，總磷的去除效果就會降低，還有一個需要注意的地方在于一旦進水濃度發生改變，那么總磷的去除效果會在隨之發生較大的改變和波動。這是因為反應器對聚磷菌比較敏感，導致在實驗過程中受到強烈影響出現去除效果的波動。

4.結論

4.1 COD的去除效果：本次實驗顯示，進水濃度會直接影響污染物的去除效果，本次實驗中分別采用了100mg/L、200mg/L、400mg/L的進水濃度，實驗結果顯示，當進水濃度在200mg/L以下時，去除效果較好，但是當濃度升為400mg/L時，污染處理效果則難以達到之前的標準。這個結果充分說明COD的去除效果隨著容積負荷的增加而出現降低，為了在具體實踐中達到良好的去除效果，只能處理濃度較低的污水。

4.2 氨氮的去除效果：氨氮的去除效果受到進水濃度的影響，當進水濃度升高氨氮的去除效果降低。之所以會出現這種情況，是因為在反應器內部出現了異養菌和自養型硝化菌的生長不平衡，異養菌的生長速度超過了自養型硝化菌，這樣的結果使得反應器內部的容積負荷出現一定程度的增高，因而對氨氮的去除效果造成一定的不利影響。但是一般情況下進水的氨氮含量較低，所以不同進水濃度的出水氨氮處理效果一般都可以達到國家污水處理的相關標準。

4.3 總氮的去除效果主要受到容積負荷的影響，當容積負荷上升，總氮的去除效果下降。這個結論告訴我們要提高反應器的總氮去除能力，就要選擇適當的容積負荷，避免因為容積負荷過大導致的總氮去除效果不佳。

4.4 總磷的去除效果主要受到進水濃度的影響，而且隨著進水濃度的變化總磷的去除效果會出現較大的波動，導致這種現象發生的原因在于反應器內部的反硝化作用往往受到多個因素的影響，一旦某個環節出現問題，就會影響到總磷的去除效果，如果在反應器運行過程中出現問題，就會引起整個污水處理系統的紊亂，從而對實驗過程中的聚磷菌的活性，導致反應器內部的處理結果出現較大的波動。

[1]鄧潔,吳家權,洪英等.進水COD濃度對生物流化床工藝去除效果的影響[J].廣東化工,2015,42(17):42-44.

[2]杜家緒,買文寧,王敏等.生物流化床—高級催化氧化工藝處理制藥廢水[J].工業水處理,2016,36(3):97-99.

G322

B

1007-6344（2016）10-0228-01