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自然挂膜法和火山岩滤料挂膜法的本质区别
创建时间 2016-04-12 来源 丰镇市双利火山岩生物滤料有限公司 浏览

  我国污水处理工程项目发展迅速,对防治水环境质量恶化起到了很重要的作用。但是,新建的污水处理厂大多集中在大中城市,称之为集中式污水处理系统,而一些乡镇或工业园区的污水处理设施建设严重滞后,这对水污染防治工作提出了严峻的挑战,特别是面源污染治理。集中式污水处理系统投资大、运行管理费用高,并不适合乡镇或工业园区等级别的分散式污水处理系统(也称之为小型生活污水处理系统)建设。为此,为全面防控水环境质量进一步恶化,研发适合于小型生活污水处理系统的设施或设备(主要用于有机污染物和氨氮的去除)已非常紧迫。

  自19世纪末期火山岩滤料滤池在英国问世以来,生物膜法在污水处理方面的应用受到广泛关注,特别是在小型生活污水处理领域〔3, 4〕。与传统的活性污泥法相比,生物膜法具有明显的优点〔5, 6, 7〕:(1)微生物呈多样性,生物量丰富,处理能力强;(2)污泥沉降性能好,剩余污泥量少;(3)受水质、水量变化影响小,耐冲击;(4)具有较强的吸附过滤性能;(5)易于管理,运行成本低。基于上述优点,近年来国内外诸多学者对生物膜法进行了深入研究〔8, 9, 10, 11〕,主要包括新型生物膜填料的研发、微生物的生长规律、污染物质和溶解氧在火山岩滤料生物膜内的传质过程以及生物膜反应器研发与设计等,而针对火山岩滤料生物膜挂膜方法和工程参数的研究较少。本课题组在前期采用生物膜法处理玉米青贮液〔12〕和染料废水〔13〕时发现:火山岩滤料生物膜挂膜过程和生物膜反应器工程运行参数对处理效果有着显著影响。

  我们对比分析了2种挂膜方法(自然挂膜法和火山岩滤料挂膜法),以探究最佳的挂膜手段;同时对影响生物膜反应器运行的2个主要工况参数HRT和DO进行了考察,探究最佳的运行工况,以期为小型生活污水处理和生物膜反应器的推广应用提供借鉴。

  生物膜反应器接种挂膜法和自然挂膜法的比较结果表明,采用自然挂膜法完全可以取得接种挂膜法的效果。在整个30 d的挂膜过程中,接种挂膜法在初期阶段去除COD和NH4+-N的能力要强于自然挂膜法,但挂膜成熟后,2种挂膜方法的COD和NH4+-N去除率没有明显差异,表明生物膜反应器挂膜启动时,可不需要添加接种污泥,直接采用自然挂膜法即可。

  (2)HRT对生物膜反应器去除有机污染物和氨氮有着重要影响。增加HRT,可显著提高生物膜反应器对COD和NH4+-N的去除效果。

  (3)DO是影响生物膜反应器去除有机污染物和氨氮的另一个重要因素。DO过低,会使微生物因缺乏电子受体而分解代谢缓慢,导致COD和NH4+-N去除率较低;溶液中充足的DO可明显促进有机污染物的降解和氨氮的硝化。但是,过高的DO并不能显著提高COD和NH4+-N去除效果,甚至会有所降低。

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