沸石生物滴濾器處理分散式生活污水的性能及生物膜特征

郭俊元,周明杰,甘鵬飛,譚顯東,郭子豪,付 琳,黃婉怡,柏 雪 (成都信息工程大學資源環境學院,四川 成都 610225)

沸石生物滴濾器處理分散式生活污水的性能及生物膜特征

郭俊元?,周明杰,甘鵬飛,譚顯東,郭子豪,付 琳,黃婉怡,柏 雪 (成都信息工程大學資源環境學院,四川 成都 610225)

構建沸石生物滴濾器處理農村生活污水,研究了滴濾器的掛膜啟動特征、進水水力負荷對滴濾器處理生活污水性能的影響.滴濾器采用連續進水的方式掛膜,掛膜26d后,COD和氨氮去除率分別達到85%和68%以上,且COD和氨氮相鄰兩次監測結果的相對偏差均低于10%,表明滴濾器掛膜成功,并基本達到了穩定的運行狀態.滴濾器表現出對進水水力負荷變化較強的適應性,水力負荷為 300L/(m2·d)時,滴濾器對COD、氨氮、TN、TP的平均去除率分別達到90.8%、87.1%、67.2%、90.1%.滴濾器對有機物和氮磷的去除途徑結果表明,微生物降解和轉化作用對污水中COD、氨氮、TN的去除貢獻率最大,填料的吸附則是TP去除的主要途徑,鐵屑的氧化是影響填料吸附去除TP的重要因素.生物量及生物膜的分布特征表明,滴濾器內生物膜中細菌的多樣性十分豐富.

沸石生物滴濾器；生活污水；水力負荷；生物膜

我國廣大農村地區生活污水具有較大的分散性,且處理率很低[1-2].目前,農村生活污水處理常用的技術有化糞池、土地處理系統、人工濕地等,然而這些技術均存在各自的缺陷,例如:化糞池對氮磷去除效果差;土地處理系統需要占用大量土地,易造成地下水污染;人工濕地技術長期運行會導致土壤有機質積累和板結[3-4].因此,開發環境可持續、易控制生活污水中氮磷營養鹽的技術很有必要.滴濾和滲濾技術是一種典型的利用反應器中微生物凈化污水的方法,通過合理設計反應器構型、構建反應器中的載體填料,可以有效去除污水中的有機物和氮磷營養鹽,如:吳為中等研發了多層土壤滲濾系統,并成功用于滇池入湖河水、受污染河水、垃圾滲濾液等的強化脫氮除磷[5-8];Luo等[9-10]研發了生物滴濾+多層土壤滲濾組合系統,并成功用于處理生活污水.吳為中團隊通過在反應器中構建不同載體填料、進而形成好氧-厭氧微環境,實現有機物和氮磷的高效去除[5-10].鑒于此,針對農村分散式生活污水,本實驗設計了沸石生物滴濾器處理技術,通過構建滴濾器中的填料,使整個滴濾器系統具備生物降解有機物和生物脫氮除磷功能.具體而言:沸石生物滴濾器內填充粗粒沸石填料,并創新地在其間均勻攤鋪鐵屑薄層,污水長期以滴狀灑在沸石填料表面,污水中的氨氮首先被沸石吸附,污水中的微生物則在沸石表面和間隙逐漸形成生物膜,污水、空氣與生物膜接觸傳質,進而實現了污水中有機物的分解去除;長期穩定運行過程中,由于生物膜逐漸增長變厚,溶解氧通過擴散作用通常只能進入生物膜表層,因此生物膜上同時存在好氧區和厭氧區,使整個系統具有生物脫氮的功能;沸石填料表面均勻攤鋪鐵屑層,污水中的易與Fe3+發生化學吸附而沉淀析出,并被過濾截留,進而去除.

本實驗主要研究進水水力負荷對沸石生物滴濾器處理農村分散式生活污水性能的影響、滴濾器對生活污水中有機物和氮磷的去除途徑、滴濾器內污染物的行為特征,并分析滴濾器內生物膜的分布特征、表觀形貌、及生物量的動態變化.

1 材料與方法

1.1 實驗污水水質

配置模擬生活污水,水質為:COD 220mg/L、氨氮45mg/L、總氮50mg/L、總磷5mg/L.

1.2 實驗裝置

如圖1所示,實驗裝置由支撐鐵架、沸石生物滴濾器組成.沸石生物滴濾器由普通市售的有機玻璃板制作而成,規格為600mm×450mm×250mm,無蓋,底部打孔(孔徑 8mm),打孔面積占底部總面積的30%(模擬滴濾池結構),滴濾器內的填料為卵石和粒徑3～5mm的顆粒沸石,為了促進廢水中磷的去除,沸石填料層中均勻攤鋪了鐵屑.

圖1 實驗裝置示意Fig.1 Experimental device

1.3 實驗運行方法

模擬生活污水通過定時繼電器(DHC19S-S)控制啟停的水泵和自制的布水設備布散于滴濾器的填料中,處理出水由置于滴濾器底部的收集水箱和排水管道收集并排出.設置運行條件,啟動滴濾器,采用連續進水方式掛膜,為加快生物膜的生長,滴濾器初始進水為模擬生活污水與活性污泥的混合液(體積比為2:1),接種污泥來自成都科雅污水處理有限公司(航空港污水處理廠),待觀察到填料顆粒之間被一些生物絮體圍繞,進水由混合液調整為模擬生活污水.

1.4 檢測方法

分別采用重鉻酸鉀-微波消解法、納氏試劑分光光度法、過硫酸鉀消解-紫外分光光度法、硫酸鉀消解-鉬藍比色法測定污水中 COD、氨氮、總氮(TN)、總磷(TP)濃度;污水 pH值采用pH計(pHS-3C)檢測.

2 結果與討論

2.1 沸石生物滴濾器的掛膜啟動

滴濾器連續運行 7d后,可以明顯觀察到,原本表面清潔邊界清晰的沸石填料,表面逐漸變得粗糙模糊、色澤由起初的灰白色逐漸變成土褐色,其上生長有很多絨狀的生物絮體,表明滴濾器內初步形成了生物膜[10].在此階段,隨著時間的延長,COD和氨氮去除率逐漸上升,最高可分別達到 36%、29%,這是由于活性污泥中的微生物通過水力條件和自身運動逐漸從水相轉移到填料表面和間隙中,攝取污水中的部分有機物質、氮磷等不斷生長繁殖,進而形成生物膜[11].第 8d開始,滴濾器進水由混合液調整為模擬生活污水,進水水力負荷為 200L/(m2·d),對處理出水中 COD和氨氮進行連續檢測,結果如圖 2所示,污水中COD和氨氮去除率穩步上升,掛膜最后階段(26～30d),COD和氨氮去除率分別可達到85%和68%以上(出水COD濃度低于35mg/L、氨氮濃度低于15mg/L),處理出水中COD和氨氮相鄰兩次監測結果的相對偏差均低于 10%,基本達到了穩定的運行狀態,表明滴濾器達到了較好的掛膜效果.此外,隨著滴濾器掛膜時間的延長,可以觀察到吸附在填料表面和間隙中的生物量逐漸增多,且覆蓋在填料上的生物膜顏色不斷加深.

圖2 掛膜期間滴濾器出水COD和氨氮的變化Fig.2 COD and ammonia concentrations of the zeolite trickling filter (ZTF) effluent during the biofilm colonization

2.2 水力負荷對沸石生物滴濾器處理生活污水性能的影響

水力負荷的大小會影響污水在滴濾器內的停留時間、生物膜的更新速度,進而影響污水的處理效果.實驗過程中,沸石生物滴濾器的進水水力負荷設置為200、300、400L/(m2·d),滴濾器在每個水力負荷條件下穩定運行10d后依次遞增.

如圖3(a)所示,水力負荷分別為200、300、400L/(m2·d)時,沸石生物滴濾器對污水中COD的平均去除率分別為 84.8%、90.8%、84.9%,出水COD濃度均小于 50mg/L,滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)[12]一級排放標準的A標準.COD去除效果優于吳為中所研發的BAF+土壤滲濾組合系統,這是由于BAF+土壤滲濾組合系統受到雨季地表徑流和雨污合流的影響[8].與 200L/(m2·d)的進水水力負荷相比,300L/ (m2·d)條件下,COD平均去除率有所上升,這是由于提高水力負荷,使滴濾器內水流速度加快,從而加快滴濾器內溶解氧的流動速度、以及液相和生物相間的傳質過程,進而提高了污水中有機物的降解[13-14];400L/(m2·d)條件下 COD平均去除有所下降的原因:第一,水力負荷的增加導致生物膜沖刷過度,降低了污水中有機物的降解;第二,污水在滴濾器中的停留時間減少,部分有機物未經降解而被水流沖出;第三,滴濾器內的耗氧速率超過了復氧速率,從而使得出水 COD濃度稍有增加[15].這與吳為中等的研究結論一致[8].

如圖3(b)所示,不同水力負荷條件下,填充鐵屑的滴濾器對TP的平均去除率均高于90%,出水TP濃度低于0.5mg/L,滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)[12]一級排放標準的 A標準.然而,作者發現,沒有填充鐵屑的滴濾器在相同條件下對 TP的平均去除率低于 20%,說明本實驗中沸石生物滴濾器對TP的去除主要是由于鐵屑的化學作用,而微生物作用很小(平均＜20%).分析原因:在沸石填料層中,好氧環境使得鐵易轉化為Fe3+,Fe3+易與反應生成沉淀FePO4,進而被去除.此外,部分 Fe3+發生水解生成的 Fe(OH)3膠體及少量多羥基聚合物,能夠對磷酸鹽沉淀和污水中的其它膠體物質起到混凝沉降作用,從而強化污水中 TP的去除.這與嚴森等

[8]、Luo等[9]、匡穎等[16]的研究結論一致.

圖3 水力負荷對污水中COD、TP、氨氮、TN去除的影響Fig.3 Effects of hydraulic loading rate (HLR) on COD, TP, ammonia and TN removal from the domestic wastewater圖上部的200,300,400L/(m2·d)表示水力負荷

如圖 3(c)所示,水力負荷分別為 200,300L/ (m2·d)時,氨氮的平均去除率均在 85%以上,出水氨氮平均濃度低于 5mg/L,滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)[12]一級排放標準的A標準.沸石生物滴濾器能夠高效去除污水中的氨氮,主要原因:第一,本實驗構建的生物滴濾器填料高度較小,且采用的是形式均一、孔隙率大的顆粒沸石,這樣有利于填料內部的自然復氧;第二,填料的均一性,使其周圍的污水過流速度更穩定,滴濾器在氣液固三相的傳質更加充分.隨著水力負荷增加到400L/(m2·d),沸石生物滴濾器對氨氮的去除效果下降至 71.2%,這是由于:第一,過高的水力負荷使進水有機負荷急劇增加,導致滴濾器內異養微生物和硝化細菌對溶解氧和生存空間的競爭加劇,對生長環境要求較為苛刻的硝化細菌在競爭中處于不利地位,也就是說,水力負荷的增加引起的對硝化細菌的抑制作用強于促進作用[17-18];第二,過高的水力負荷使部分污水與沸石填料接觸時間降低,污染物向反應位點擴散過程難以保證,沸石填料對氨氮的吸附及填料表面生物膜對氨氮的硝化作用均會降低.這與楊春平等的研究結論類似[9-10].

如圖 3(d)所示,水力負荷分別為 200,300L/ (m2·d)時,TN的平均去除率均在 60%以上,出水TN平均濃度低于20mg/L,滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)[12]一級排放標準的 B標準.隨水力負荷的增加到 400L/(m2·d),沸石生物滴濾器對TN的去除效果下降至41.4%,盡管如此,TN去除效果依然優于吳為中所研發的BAF+土壤滲濾組合系統[8].TN的去除受水力負荷影響較大,這是由于:水力負荷較低時,進水有機負荷相應較低,滴濾器內反硝化碳源不足,碳氮比降低,導致TN去除率較低;隨水力負荷的增加,碳氮比逐漸增加,促進TN的去除,但過高的水力負荷不僅會縮短水力停留時間,而且生物膜更新速度快、易脫落、難以形成同步硝化反硝化環境,從而導致TN的去除變差[19].這與吳為中等的研究結論一致[8].

圖4 氮素平衡示意和氮素衡算Fig.4 Nitrogen balance schematic and balance results

為進一步檢驗滴濾器運行的穩定性及其對污水中氮的去除機理,對滴濾器進行氮素物料衡算,假設進水中的有機氮和可被忽略,那么進水中的氮素主要為氨氮(Ai),還有少量(Ni),氨氮可被沸石填料吸附(ΔAa),也可經脫附或直接隨水流排出滴濾器(Ae);氨氮還可被填料表面和間隙中的生物膜和微生物作用轉化為和,假設不被沸石填料吸附,則一經產生就被微生物吸收/同化(Nd)或隨水流排出滴濾器(Ne).氮素衡算過程中,滴濾器保持穩定運行,其內部的擴散、吸附等過程均處于平衡狀態,即:單位時間內沸石填料凈吸附截留的污染物量為零(ΔAa=0).如圖4所示,滴濾器對污水中氮的去除可以近似表示為污水中氨氮的凈去除量與的凈生成量之差(ΔA-ΔN),結果表明,水力負荷分別為200、300、400L/(m2·d)的條件下,滴濾器對污水中氮的去除率分別為62.6%、67.6%、40.8%,與圖 3(d)污水中 TN的去除效果一致,說明滴濾器中氮素的轉化過程顯著存在典型的生物硝化/反硝化過程[20],這與楊春平等的研究結論一致[9-10].

2.3 有機物和氮磷在滴濾器系統中的分配平衡通過守恒定律,滴濾器中微生物降解的有機物和氮磷的量可以通過下式計算:

微生物降解量=滴濾器輸入量-滴濾器輸出量-填料吸附量

式中:填料吸附量采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法測定.

表1 沸石生物滴濾器去除有機物、氮磷途徑分析Table 1 Analysis of removal pathway of organic matter, ammonia, TN, and TP in the zeolite trickling filter

由表 1可知,水力負荷分別為 200、300、400L/(m2·d)時,填料吸附對有機物的去除貢獻率分別為 32.6%、21.6%、17.0%,雖然去除貢獻率差別較為明顯,但有機物的去除數量差別并不明顯,說明填料吸附對滴濾器去除有機物的貢獻有一定限度.水力負荷為300L/(m2·d)時,微生物降解對有機物去除的貢獻率最大,為 69.2%,說明選擇合適的水力負荷有利于提高滴濾器內微生物的降解作用.微生物對滴濾器內氨氮的去除作用體現出了與降解有機物相同的規律.然而,從去除百分比和去除數量上均可以看出,不同水力負荷條件下,進水中的TN大部分隨出水排出,輸出比例分別為37.6%、32.8%、58.6%.此外,由表1還可以看出,微生物降解對 TP去除的貢獻較小(15.9%～17.4%),這與2.2的研究結論相同.

2.4 滴濾器穩定運行期間溶解氧和氧化還原電位的變化規律

圖5 滴濾器沿程高度溶解氧和氧化還原電位的變化規律Fig.5 Variation of DO and ORP along ZTF′s height

如圖 5(a)所示,滴濾器內的溶解氧濃度為0.4～2.2mg/L,呈現兩端高、中間低的趨勢,滴濾器進水口(500mm)與出水口(0mm)溶解氧濃度較高,這是由于進水、出水口與空氣直接接觸,在自然通風的情況下,部分空氣擴散進入滴濾器內,溶解氧豐富的區域有利于可降解有機物的去除.滴濾器內部溶解氧濃度最低為 0.4mg/L,能夠保證反硝化過程的順利進行,促進污水中TN的去除[21].滴濾器內的氧化還原電位是反映生化反應氧化或還原程度的綜合指標,如圖5(b)所示,在滴濾器孔隙度不變的情況下,適當增加水力負荷,可以加快滴濾器內水流速度,使得污水中有機物與生物膜接觸充分,提高了溶解氧的利用率,有機物得到充分降解,氧化還原電位在此過程出現降低.過高的水力負荷則使得生物膜表面水力剪切力增大,溶解氧流動速度加快,會破壞滴濾器內的低溶解氧環境,抑制反硝化反應,氧化還原電位在此過程出現升高[22].此外,圖 5(b)還可以看出,低水力負荷條件下,滴濾器內不同高度處氧化還原電位變化幅度較小,而高水力負荷條件下,氧化還原電位變化較明顯;滴濾器運行過程中,沿程溶解氧和氧化還原電位的變化規律基本一致,說明溶解氧的變化是導致氧化還原電位變化的主要原因.

2.5 生物膜和生物相特征

沸石生物滴濾器內的沸石填料在掛膜前顯示出不規則空隙結構(圖 6(a)),這有利于微生物在其中生長,并形成生物膜;圖6(b)顯示沸石填料表面已覆蓋有生物膜,能夠對污水中的有機物起到吸附、降解作用.取滴濾器沿程高度100、200、300、400mm的沸石填料,采用電子顯微鏡觀察其表面的生物膜特征及微生物的生長情況,如圖6(c)-(f)顯示,沸石填料表面附著的生物膜呈淺褐色,有球狀、桿狀、螺狀等微生物,表明滴濾器內微生物具備多樣性[23].

滴濾器穩定運行過程中,將滴濾器沿程高度沸石填料表面附著的生物膜剝落,在光學顯微鏡下進行生物相觀察,分析生物膜的形態,將生物膜中占優勢的細菌、原生動物和后生動物等,與標準圖進行對照[24],結果顯示:掛膜階段,生物膜中多細菌、原生動物及后生動物較少、可觀察到草履蟲,滴濾器穩定運行階段,生物膜中出現了鐘蟲、累枝蟲等,草履蟲的數量大減,說明滴濾器對污水有著較好的處理效果;表2顯示:滴濾器沿程高度,進水端(500～400mm)存在大量以有機物為食的纖毛蟲,滴濾器中部(400～300mm)能夠觀察到生物膜中穿插有絲狀菌及輪蟲,出水端(200～ 100mm)出現大量輪蟲,說明滴濾器內有機物含量大幅降低,異養菌在 微生物群落中失去優勢[25].

圖6 滴濾器掛膜前后及運行穩定期間沿程高度100、200、300、400mm處生物膜的特征(×10000)Fig.6 Biofilm characteristics of the ZTF before and after colonization and along the height of 100, 200, 300, and 400mm of the filter during stable operation (×10000)

表2 生物相構成特征Table 2 Characteristics of microorganism population distributing along the height of the zeolite trickling filter

圖7 滴濾器沿程高度生物量的變化規律Fig.7 Variation of biomass along the height of the ZTF

此外,如圖7所示,滴濾器內生物膜的量隨沿程高度的降低呈現下降—升高—下降的趨勢.進水端生物膜的量明顯較多,這是由于自然通風情況下,進水溶解氧濃度、有機物和氮磷濃度均較高,大量的好氧異養菌以及兼性菌迅速增殖,使得進水端生物量較高;隨著水流沿程向下,污水中的營養物質和溶解氧逐漸消耗,好氧微生物量逐漸減少;然而,隨著溶解氧的逐漸消耗,反硝化菌逐漸生長,體現為生物量逐漸增加;當污水流至出水端(0mm),有機物經過前面填料的吸附和微生物降解,其濃度下降至最低、硝酸鹽濃度也有所降低,進而導致生物量略有減少[26].

滴濾器在不同填料高度處生物相和生物膜量有所不同,這與不同填料高度處污水中有機物、氨氮、以及溶解氧的濃度有關[23].具體而言,由圖8(a)可知,水力負荷為 300L/(m2·d)時,沿水流方向,隨著填料層高度的降低,COD去除率逐漸增加,尤其是進水端500～300mm段,COD快速去除,這是由于進水端有機物和溶解氧濃度較高,有利于異養菌的積累(體現為生物膜量較多),因而有機物降解速率較快,經過500～300mm段填料層內微生物的捕食作用后,COD濃度降低至 84.6mg/L,溶解氧濃度降低至 0.8mg/L,營養物質和溶解氧逐漸成為異氧菌生理活動的限制因素(體現為生物膜量下降).由圖 8(b)可知,進水端(500mm)氨氮的去除作用較弱,去除率僅為2.6%,這是由于有機物濃度較高,異養菌占優勢,氨氮的去除歸因于是異養菌的同化作用.在 300～200mm段,氨氮濃度迅速降低至 14.7mg/L,氨氮去除率迅速增加至67.3%,分析認為該段填料中硝化細菌數量較多(體現為生物膜量增加),出水端(0mm),污水中有機物和氨氮濃度均降至最低,微生物生長受到抑制,生物膜量大量減少.圖 5(a)溶解氧的變化規律與異養菌和硝化細菌在滴濾器填料床層內的分布規律一致,后續滴濾器沿程異養菌和硝化細菌數量的變化試驗進一步驗證了這一分析.

圖8 滴濾器沿程高度COD和氨氮的變化規律Fig.8 Variation of COD and ammonia along ZTF′s height

2.6 異養菌和硝化細菌量的變化特征

采用實時熒光定量PCR技術對滴濾器內的亞硝化細菌和硝化細菌等的數量進行定量分析,結果如表3所示,在沸石填料500～ 400mm處亞硝化細菌和硝化細菌的數量相對較少,而生物滴濾器在此段有機物濃度較高,異養菌在競爭中占有優勢,同時,在 300～200mm處填料中硝化菌數量較多,這與氨氮沿填料層高度的去除規律相似.硝化功能菌在總菌群中的比例如表4所示,在沸石填料 300～200mm處硝化細菌為優勢菌屬(所占比例最大),硝化效能達到最優值,進一步證實了上述分析,即:沸石生物滴濾器進水端有機物濃度較高,最大比增長速率相對較小的硝化細菌無法與異養菌在填料層空間進行競爭,異養菌在競爭中占優勢,氨氮去除作用較弱,隨著有機物的不斷降解,異養菌生長受到限制,自養型的硝化菌則占統治性地位,氨氮去除率逐漸提高.

表3 單位體積濾料上硝化細菌的數量Table 3 Numbers of different bacteria on per unit of media volume

表4 硝化細菌在總菌群中的比例Table 4 Ratio of nitrifying bacteria in the whole bacterial

3 結論

3.1 本實驗構建的沸石生物滴濾器表現出對進水水力負荷變化較強的適應性,水力負荷為300L/(m2·d)時,滴濾器對 COD、氨氮、TN、TP的平均去除率分別為 90.8%、87.1%、67.2%、90.1%,處理出水水質滿足GB18918-2002一級排放標準要求.

3.2 微生物降解作用對污水中COD、氨氮、TN的去除貢獻率最大,而生物除磷的效果很有限(平均＜20%),沸石生物滴濾器填料層中添加鐵屑后,除磷效果大大提高.

3.3 沸石生物滴濾器沿程溶解氧濃度和氧化還原電位變化規律一致,即呈現兩端高、中間低的趨勢.

3.4 滴濾器沿程各形態氮素濃度變化規律、單位體積濾料上硝化細菌數量的變化規律、硝化細菌在總菌群中所占比例的變化規律表明,沿程優勢微生物依次分別為異養菌和硝化菌.氮素平衡計算結果表明,滴濾器中氮素的轉化過程顯著存在典型的生物硝化/反硝化過程.

3.5 受沿程有機物、氨氮、溶解氧濃度的影響,滴濾器沿程微生物種群存在明顯差別,微生物種群分布表明,沿程優勢微生物依次分別為異養菌和硝化菌,與通過對污水處理效果分析得出的微生物沿程分布特點一致;生物量及生物膜分布特征表明滴濾器生物膜中細菌多樣性十分豐富.

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Performance of zeolite trickling filter in treatment of domestic wastewater and characteristics of the biofilm.

GUO Jun-yuan?, ZHOU Ming-jie, GAN Peng-fei, TAN Xian-dong, GUO Zi-hao, FU Lin, HUANG Wan-yi, BAI Xue (College of Resources and Environment, Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610225, China). China Environmental Science, 2016,36(12)：3601～3609

Zeolite trickling filter (ZTF) was developed to treat domestic wastewater. Biofilm colonization and the effects of hydraulic loading rate (HLR) on the treatment of domestic wastewater by the ZTF were investigated. In biofilm colonization stage, the influent was set as the “continuous manner”, and after 26d, COD and ammonia removal efficiencies reached 85% and 68%, even more, respectively, moreover, relative deviation of the two adjacent test results of COD and ammonia were less than 10% in this period, indicated that the biofilm colonization was success and the ZTF reached a stable operation state. The ZTF exhibited a strong adaptability on the variation of hydraulic loading rate (HLR), and average removal efficiencies of COD, ammonia, TN, TP reached 90.8%, 87.1%, 67.2%, and 90.1%, respectively, when the HLR was adjusted to 300L/(m2·d). In the treatment process by the ZTF, COD, ammonia, and TN could be efficiently removed, and the biological decomposition and biotransformation processes of microorganisms were the most important pathway for pollutants removal, while the adsorption of phosphorous onto the zeolite substrates could explained as the main removal mechanism, in which metal irons oxidized into ferric hydroxides was the key factor for adsorption of phosphorus. Moreover, the bacterial diversity in the ZTF was very rich, which could be proved by the characteristics of biomass and microorganism population distribution

zeolite trickling filter (ZTF)；domestic wastewater；hydraulic loading rate (HLR)；biofilm

X703.1

A

1000-6923(2016)12-3601-09

郭俊元(1985-),男,山西人,講師,博士,主要從事水污染控制工程與資源化研究和環境微生物技術研究.發表論文10余篇.

2014-04-11

國家自然科學基金資助項目(51508043);四川省科技廳應用基礎項目(2016JY0015);成都市科技局科技惠民技術研發項目(2015-HM01-00149-SF);成都信息工程大學中青年學術帶頭人科研人才基金(J201515)

* 責任作者, 講師, gjy@cuit.edu.cn