下向流生物濾池TN與SS去除效果研究

曹建明，王忠民，韓力偉

(中持水務股份有限公司，北京 100085)

濾池作為污水廠污水深度處理的保障性工藝，如果碳源投加過量，則引起濾池出水COD值高于進水COD的現象，我們稱之為濾池“穿透”，如果能精確的控制碳源投加量，或者說找到最佳的碳氮比投加量，濾池就能做到經濟穩定地運行，為此我們進行了反硝化中試試驗，以期找到合適的C/N，并考察下向流濾池對SS的去除效果。

1 試驗簡介

1.1 試驗時間

本中試試驗時間自2017年4月11日-2017年5月22日，共計42天，其中各試驗階段用時如表1所示。

表1 試驗各階段時間表

1.2 試驗地點

本中試試驗地點位于淄博市利民凈化水有限公司污水廠內，廠區二期二沉池北側，試驗進水為二期二沉池出水，用水泵將二沉池出水打入反硝化濾池內。

1.3 試驗流程

本次中試工藝流程圖見圖1。

圖1 反硝化脫氮濾池中試流程

1.4 數據監測方法

為保證中試結果的可靠性、穩定性，本次中試過程中所有水樣采集及測量由淄博市利民凈化水有限公司的試驗分析人員進行操作，水樣的分析方法如表2所示。

表2 水質監測方法

1.5 試驗裝置參數

中試裝置反硝化濾池中填充的是直徑2～4mm的陶粒濾料，填充高度2.5m，填充體積0.5m3，所用碳源為乙酸鈉(分析純)，有效含量58%，進水方式采用上進下出，本中試系統設計流量變化范圍為 0.5～1.5m3/h，本次中試流量為1.0m3/h，其它設備參數如表3所示。

表3 試驗設備參數表

2 試驗結果

本次試驗主要考察系統的脫氮效果，尋找最佳C/N，在脫氮的同時也考察了濾池對SS的去除情況，以及中試出水COD是否升高，因此試驗過程中主要對進出水的TN、COD、SS三項指標進行了監測。

2.1 TN去除情況

本次試驗主要分為兩個階段，第一階段為4月28日-5月5日，乙酸鈉投加量(將含量58%折合為純乙酸鈉)75mg/L；第二階段為5月9日-5月21日，乙酸鈉投加量為50mg/L，具體TN數據如表4所示。

表4 進出水TN數據 mg/L

2.2 SS去除情況

本次試驗的SS進出水數據如表5所示。

表5 進出水SS數據

3 試驗結果分析

3.1 TN數據分析

根據以上表4數據繪制進出水TN曲線，如圖2所示。

圖2 進出水TN數據

由以上數據可以看出，除去系統調試結束后開始連續進水的第一天(4月28日)數據，出水總氮基本都能穩定控制在一級A(15mg/L)標準以下，4月28日-5月5日乙酸鈉投加量為75mg/L，TN平均去除15.3mg/L，C/N=4.9，基本上碳源投加量與TN去除量呈正相關；在5月9日之后，當乙酸鈉投加量為50mg/L時，C/N=4.1，C/N有所降低，但出水TN仍然能穩定控制在15 mg/L以下，前后濾池的水力停留時間均為30min。

在實際工程應用中，C/N越低無疑對乙酸鈉投加越經濟，本試驗的第二階段，即當乙酸鈉投加量為50mg/L時，C/N=4.1，C/N比之前有所降低，分析其原因，在其它運行條件沒有發生變化的前提下，可能是當乙酸鈉由75mg/L降到50mg/L時，濾池內的反硝化菌數量還是較多，相較之前對乙酸鈉的降解利用更為完全，因此可以說濾池內持留一定的微生物量對提高濾池運行的經濟性至關重要。

同時在試驗中還發現，當濾池反洗時因為伴隨大量的反硝化菌流失，因此會造成之后出水總氮較高，且反洗結束后約2天系統才能恢復正常。

3.2 SS數據分析

根據以上表5數據繪制進出水SS曲線，如圖3所示。

圖3 進出水SS數據

由以上數據可以看出，在進水SS均值為30mg/L時，出水SS均值為6.27mg/L，平均去除率為79.27%。因本次試驗所用濾料為直徑2～4mm陶粒濾料，填充高度為2.5m，相對直徑1.7～3.3mm的石英砂濾料來說，其對SS的去除效果也較好，大部分時間出水SS能穩定在10mg/L以下，能夠達到一級A排放標準。

分析其對SS去除效果較好的原因，一方面本次中試濾池為靜態過濾，相對于傳統的曝氣生物濾池，靜態過濾無疑效果更好，因為其沒有氣體的進入，也就減少了對濾料和濾池內部污泥的擾動，因此其過濾效果更好；另一方面就是除了濾池正常的攔截過濾作用，濾池內部還存在微絮凝過濾，較大的懸浮顆粒由于不能通過濾層而被截留在濾層的表層，而較小的懸浮顆粒盡管可以進入濾層，但這些顆粒在通過濾層時與過濾介質接觸而被吸附在濾層中被濾除，或與其它顆粒相結合變成較大顆粒從而被去除，這就是微絮凝過濾[4]。

微絮凝過濾充分體現了深層濾料中的接觸凝聚或絮凝作用。它實際是在混凝、過濾作用機理深入研究的基礎上，將混凝與過濾過程有機集成一體，形成了當今水處理的高新技術系統[3]，在污水深度處理方面具有較高的推廣價值。

4 試驗結論

(1)投加碳源(乙酸鈉)能有效地去除TN，投加碳源的量和去除TN的量基本呈正相關。

(2)濾池內持留一定的微生物量對提高碳源投加的經濟性至關重要。

(3)下向流濾池對SS有較好的去除效果，本次試驗SS去除率均值為79.27%，微絮凝過濾在SS去除過程中發揮了重要作用。

[1]唐少宇，周如金，鐘華文，等.曝氣生物濾池技術的研究進展[J].現代化工，2013，33(2)：24-27.

[2] 馮亞兵，季葉飛.曝氣生物濾池在城鎮污水處理廠中的應用[J].環境科技，2013，26(2)：46-49.

[3] 楊明輝.曝氣生物濾池處理效果的影響因素[J].安徽農學通報，2012,18(02)：63-65.

[4] 凌忠勇，董佳駒，薛 昆.BIOFOR 曝氣生物濾池在城市污水處理廠的應用[J].環境保護工程，2011,29(1)：117-119.