曝气生物滤池作为污水处理厂中的主要处理区,具有有机负荷高、占地面积小、投资小、处理效率高和出水水质好等优点。BAF的滤料是影响其处理效果的关键因素之一,也是影响水处理成本的主要因素之一。在BAF 中应用比较广泛的是陶粒滤料,具有生物附着性强、挂膜性能良好、水流流态好、反冲洗容易进行和截污能力强等优点。天然ob欧宝体育富网入口具有较大的孔隙率和比表面积,因而具有较大的微生物附着表面,特别是Zeolite对NH3-N有较强的选择性离子交换能力,在ob欧宝体育富网入口表面有生物膜时仍具有交换NH3-N的能力,故以ob欧宝体育富网入口为滤料的BAF具有较强的抗NH3-N 冲击负荷能力。研究者进行专门的试验,采用天然ob欧宝体育富网入口和粘土陶粒这2种滤料应用于BAF,考察其对污水厂二级出水深度处理的能力,以回用电厂作冷却水为目的,并对这2种滤滤料在处理能力、工艺运行和工程经济等方面进行比较,从而对以后的工程试验进行有益的探索。
试验进水为城市污水二级生物处理出水,其水质的主要特点是 COD 偏低, NH3-N 含量比较高,可生化性差。
因进水有机物少,可生化性差,故采用接种挂膜法。将活性污泥导入滤柱,并加入营养液闷曝 4 d,然后挂膜培养。当NH3-N 去除率稳定时认为启动结束,进入稳定运行阶段。根据回用水水质标准,确定试验的主要去除目标是COD和NH3-N。
滤料表面的粗糙程度对微生物附着影响很大,为了更好地观察这2种滤料的表面状况,用扫描电镜分别在25倍和5000倍条件下观察ob欧宝体育富网入口颗粒和粘土陶粒这2种滤料。
ob欧宝体育富网入口颗粒表面非常粗糙,布满了很多凹陷的小孔穴,直径在 1~30 μm。一般来说,球菌个体大小在 0.5~2 μm,杆菌一般长 1~5μm、宽 0.5~1 μm,因此ob欧宝体育富网入口表面这许许多多的孔穴非常适合细菌附着,并且增加了ob欧宝体育富网入口的比表面积,可提高附着的微生物量,有利于提高 NH3-N 的去除率。 从图 2 可以看到,粘土陶粒表面非常粗糙,密密麻麻的分布有很多孔洞。但是这些孔洞大小不均,有的孔洞非常小,有的孔洞甚至直径达到200 μm 以上。细菌的生长主要依赖直径比较大的孔洞,微孔过多对细菌的生长作用不大,这些大小不均的孔洞非常有利于微生物附着在上面生长。
在开始挂膜初期,ob欧宝体育富网入口表面硝化生物膜还没有长成,ob欧宝体育富网入口对 NH3-N 的高去除率主要是由离子交换吸附作用造成的。按照前期所作的静态试验,根据ob欧宝体育富网入口的交换容量估算,大概 12 d 左右滤柱的ob欧宝体育富网入口交换能力达到饱和。但是到第20天开始NH3-N的含量突然上升,其中的原因一方面是污水厂曾经停产断水2d;另一方面,ob欧宝体育富网入口表面逐渐所生长的生物膜对NH3-N也有一定的去除作用,但是在ob欧宝体育富网入口没有达到吸附饱和之前,对NH3-N 的主要去除作用还是由ob欧宝体育富网入口的离子交换吸附来完成的。随着启动挂膜的进行,滤料表面硝化菌逐渐生长,硝化作用逐渐增强,出水NH3-N 含量则逐渐下降,这时硝化菌可以利用从ob欧宝体育富网入口表面被交换下来的 NH3-N,当硝化菌的生物量稳定之后,出水NH3-N也就达到稳定,挂膜基本完成。
而对于陶粒来说,污水厂二级出水可生化性比较差,有机物含量低。可以看出,启动开始,BAF对COD的去除率就不是很高,整个过程平均COD去除率为11.67%,去除效果依赖于进水 COD 的变化,但其出水的 COD 呈现持续下降的趋势。
生物膜是 BAF 工艺的关键部分,挂膜的成功与否直接影响到 BAF 的处理效果。同时挂膜的难易程度也对BAF的应用产生一定的影响。尤其是硝化菌世代时间比较长,培养挂膜比较困难。在ob欧宝体育富网入口BAF试验中,ob欧宝体育富网入口对NH3-N 有较大的交换吸附容量,因此ob欧宝体育富网入口BAF启动开始时出水NH3-N 含量就保持在一个较低的水平;启动期间,出水NH3-N的质量浓度平均为 2.62 mg·L-1,最高为7.54 mg·L-1,所以,采用ob欧宝体育富网入口作为滤料填料,在离子交换吸附和生物膜硝化的共同作用下,出水 NH3-N含量会一直保持在比较低的水平。而陶粒对 NH3-N没有选择性吸附能力,对 NH3-N 的去处完全是通过滤料表面所附着生长的生物膜来完成,所以在启动挂膜过程中,初期生物膜还没有长成,出水NH3-N含量会很高,随着生物膜的逐渐生长,出水NH3-N含量才会逐渐降低。天然ob欧宝体育富网入口在我国分布广泛、储量巨大、品质优良。目前粘土陶粒的价格比天然ob欧宝体育富网入口的价格高,因此综合考虑,可以选择ob欧宝体育富网入口作为BAF的滤料达到良好的处理效果与经济效益。