球型組合片懸浮填料的制備及其在污水處理中的應(yīng)用.pdf

1、懸浮填料生物膜工藝是近十多年來迅速發(fā)展起來的技術(shù)之一，已有大量的研究表明該工藝兼具生物膜法和活性污泥法優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于在不用增大池容的情況下改造和提升采用常規(guī)活性法污水處理廠的處理能力。但是，作為其核心技術(shù)的懸浮填料存在價(jià)格高、掛膜難等問題，限制了懸浮填料在污水處理中的廣泛應(yīng)用。本課題研究旨在開發(fā)了一種用邊角料加工的廉價(jià)的組合型懸浮填料，通過對(duì)其進(jìn)行掛膜試驗(yàn)，并與另一種相對(duì)較成熟的聚丙烯材質(zhì)的懸浮填料進(jìn)行對(duì)污染物去除效果的對(duì)比試驗(yàn)，研究

2、該填料掛膜特性和對(duì)各種污染物的處理效果，以探討其工程應(yīng)用的前景。 研究設(shè)計(jì)的球型組合片懸浮填料的直徑為100 mm、比表面積為104 m2/m3。通過3個(gè)月的運(yùn)行表明該懸浮填料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，穿孔圓形層片和側(cè)翼片交錯(cuò)組合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得填料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐用而且內(nèi)部空間分配均勻，具有良好的通水、透氣性能，有利于生物膜充分利用內(nèi)部空間生長(zhǎng)，并且不會(huì)造成堵塞問題。掛膜后該填料在水中的平均密度為1．013 g/cm3，其密度接近于水，因而流化

3、效果好。 對(duì)該填料掛膜狀況的研究表明其掛膜速度快，掛膜量高。組合片材料表面多孔粗糙的特性，使得該填料掛膜速度很快。初期粗糙多孔表面對(duì)活性污泥絮體具有很大的截留作用，使得在反應(yīng)器啟動(dòng)三天后的填料掛膜量就達(dá)到1．2 g/個(gè)填料；在反應(yīng)器啟動(dòng)的第13天填料完成掛膜，并在此后不同負(fù)荷下均保持了較高的掛膜量，其值為3—3．9 g/個(gè)填料，掛膜成熟后的平均掛膜量為3．4g/個(gè)填料。 試驗(yàn)中觀察到填料上附著的生物膜呈絮狀立體結(jié)構(gòu)，可在

4、水中隨水流飄蕩，填料內(nèi)部的空間利用率高。對(duì)這種絮狀立體結(jié)構(gòu)的生物膜鏡檢觀察到生物膜中生物相豐富，以絲狀菌、菌膠團(tuán)和鐘蟲交織構(gòu)成該絮體生物膜的基本結(jié)構(gòu)，具有高效的降解有機(jī)污染物的性能。在不同的負(fù)荷下均觀察到很多的原生動(dòng)物和較多的后生動(dòng)物，表明生物膜生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而成熟，生物膜活性高，適應(yīng)負(fù)荷能力強(qiáng)。 自行設(shè)計(jì)的球型組合片懸浮填料（A填料）和應(yīng)用較成熟的直徑同樣為100mm的聚丙烯球型片狀的懸浮填料（B填料）進(jìn)行的去除污染物的對(duì)比試驗(yàn)

5、表明A填料掛膜量更高、更穩(wěn)定。掛膜成熟后A填料平均掛膜量為3．4 g/個(gè)填料，B填料的平均掛膜量為2．1 g/個(gè)填料，兩者相差1．3g/個(gè)填料。表明A填料結(jié)構(gòu)和粗糙材料的特征有利于微生物附著生長(zhǎng)。 對(duì)比試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)兩種填料均表現(xiàn)出對(duì)有機(jī)污染物高效的處理能力，對(duì)有機(jī)負(fù)荷處理能力高達(dá)60 g COD/（㎡填料表面積·d）。尤其是A填料生物膜反應(yīng)器能達(dá)到更低的出水COD值，其出水COD平均值為23．4 mg/l，COD去除率平均值為91

6、％。A填料上絮狀立體結(jié)構(gòu)的生物膜有利于進(jìn)一步降低出水COD值。 對(duì)氨氮處理效果的試驗(yàn)研究表明A、B填料生物膜反應(yīng)器在較低的氨氮負(fù)荷下，均表現(xiàn)出較高的氨氮去除率，隨著氨氮負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷的升高，氨氮去除率均有較大的下降。在進(jìn)水氨氮負(fù)荷為1—1．5 g N/（㎡填料·d）時(shí)，具有較高的硝化效率，去除率分別為62％和73％；隨著進(jìn)水氨氮負(fù)荷的升高，A、B反應(yīng)器對(duì)氨氮的去除率幾乎呈線性下降，在進(jìn)水負(fù)荷為2．0—5．5 gN/（㎡填料·d）

7、時(shí)，去除率分別下降為31％和33％。對(duì)兩反應(yīng)器硝化效率不高的原因分析為試驗(yàn)期間的氨氮負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷均較高，異養(yǎng)菌競(jìng)爭(zhēng)O2和生長(zhǎng)空間時(shí)均處于優(yōu)勢(shì)，抑制了硝化菌的生長(zhǎng)。 對(duì)TN的處理效果的研究表明A、B填料生物膜反應(yīng)器均表現(xiàn)出一定的同時(shí)硝化和反硝化能力?？鄢顺鏊忻撀渖锬?duì)氮的去除量后，A、B反應(yīng)器TN去除量平均值分別為0．57 g N/（㎡填料·d）和0．38 g N/（㎡填料·d）。填料內(nèi)部由于生物膜的增長(zhǎng)，可以產(chǎn)生反硝化所

8、需的缺氧條件。 對(duì)TP處理效果的研究表明A、B填料生物膜反應(yīng)器對(duì)TP均有較高的去除率。試驗(yàn)期間系統(tǒng)保持了穩(wěn)定的除磷效果，A、B反應(yīng)器出水磷平均值分別為0．72 mg/l和0．70 mg/l，去除率平均值分別為75％和78％。 綜上所述，研究設(shè)計(jì)的以粗糙多孔材料制作的球型組合懸浮填料，具有結(jié)構(gòu)合理，掛膜速度快，掛膜量高的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于污水中有機(jī)污染物的處理，并可用于去除水中N、P營(yíng)養(yǎng)物。通過對(duì)機(jī)械加工程序和耐用性等方面的