鈉型活化沸石填料BAF除污染效能及工藝特性研究.pdf

1、曝氣生物濾池(Biological Aerated Filter,BAF)作為一種高效污水處理技術(shù),近年來在污水處理與回用領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。針對BAF工藝目前存在的若干不足,本文在制備表征鈉型活化沸石功能性填料的基礎(chǔ)上,對鈉型活化沸石填料BAF處理模擬生活污水的效能、除污染機(jī)理、硝化特性、脫氮特性、化學(xué)原位強(qiáng)化除磷、兩級鈉型活化沸石填料BAF除磷特性、鈉型活化沸石填料BAF處理實際生活污水效能及其反沖洗優(yōu)化控制等進(jìn)行了系列試驗研

2、究和理論分析探討。
　　表征結(jié)果表明焙燒+NaCl處理法制備所得鈉型活化沸石填料具有良好的氨氮吸附及離子交換除氨性能;實驗中對比考察了陶粒、天然斜發(fā)沸石以及鈉型活化沸石填料BAF處理模擬生活污水的效能,表明以鈉型活化沸石為填料的BAF反應(yīng)器對懸浮物、有機(jī)物及氨氮去除效果更好,出水穩(wěn)定性更強(qiáng)。
　　為闡明鈉型活化沸石填料BAF除污染機(jī)理,研究中利用微元解析和數(shù)學(xué)建模手段,構(gòu)建出基于物化—生化耦合的鈉型活化沸石填料BAF過濾方程

3、,并對方程參數(shù)進(jìn)行試驗擬合和校正,定量揭示出鈉型活化沸石填料BAF物化—生化協(xié)同凈化機(jī)理。實驗中對鈉型活化沸石填料BAF內(nèi)生物膜及微生物種群分布的分析結(jié)果符合上述協(xié)同凈化機(jī)理所揭示的一般規(guī)律。
　　實驗中分別考察了鈉型活化沸石填料BAF掛膜啟動及穩(wěn)定運行階段的硝化特性,表明鈉型活化沸石填料BAF具有掛膜速度快,掛膜及穩(wěn)定運行階段硝化效率高、出水穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等特性,且在反應(yīng)器內(nèi)觀察到明顯的亞硝酸型硝化模式。調(diào)整進(jìn)水pH值、

4、DO、濾速等影響因子分別為6.5～7、1～1.5mg/L、5m/h時,反應(yīng)器內(nèi)亞硝酸鹽積累率可穩(wěn)定維持在65％～75%;采用間隔加氯的單因子控制方式,也能使反應(yīng)器內(nèi)亞硝酸鹽積累率達(dá)到50%以上。
　　對鈉型活化沸石填料BAF脫氮效能的研究結(jié)果表明,單級鈉型活化沸石填料BAF總氮平均去除率在35%左右,曝氣—限制曝氣兩級鈉型活化沸石填料BAF組合工藝可提高系統(tǒng)脫氮效能至60%左右。水力停留時間大于1h時,系統(tǒng)總氮去除效能基本不受水力

5、停留時間影響;確定本試驗條件下鈉型活化沸石填料BAF脫氮組合工藝最佳氣水比為5:1。
　　考察了鈉型活化沸石填料BAF的除磷特性,研究結(jié)果表明單級鈉型活化沸石填料BAF除磷效能僅為20%左右?；瘜W(xué)原位強(qiáng)化—鈉型活化沸石填料BAF工藝可使系統(tǒng)總磷去除率提高77%,鐵鹽強(qiáng)化除磷效果優(yōu)于鋁鹽,投加比1.5以下時,原位投加鐵鹽、鋁鹽對系統(tǒng)懸浮物、有機(jī)物、氨氮去除效能、生物活性以及水頭損失和運行周期均無明顯影響。交替曝氣兩級鈉型活化沸石填料

6、BAF除磷效能良好,確定本試驗條件下最佳交替曝氣時間為12h,此時系統(tǒng)總磷平均去除率為83.9%,出水總磷平均濃度為1.04mg/L。
　　對新型化學(xué)原位強(qiáng)化/曝氣—限制曝氣兩級鈉型活化沸石填料BAF組合工藝處理實際生活污水的效能進(jìn)行了實驗研究,在濾速1.5m/h,一級反應(yīng)器氣水比5:1,二級反應(yīng)器氣水比3:1,鐵鹽投加比1.5,水溫23～28℃的運行條件下,組合工藝系統(tǒng)懸浮物、有機(jī)物、氨氮、總氮和總磷平均去除率可分別達(dá)到94.1

7、%、94.2%、94.9%、62.1%及92.9%,系統(tǒng)出水可以滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18920-2002)》中的一般生活雜用水水質(zhì)要求。
　　為保證鈉型活化沸石填料BAF反沖洗效果,維持反應(yīng)器穩(wěn)定的處理效能,經(jīng)實驗研究和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,提出鈉型活化沸石填料BAF反沖洗優(yōu)化控制策略如下:先以氣沖強(qiáng)度10L/m2·s進(jìn)行3min氣沖,再以氣、水沖洗強(qiáng)度10L/m2·s進(jìn)行3min氣水聯(lián)合反沖,最后以水沖強(qiáng)度