硝化-反硝化生物濾池是將傳統(tǒng)的A/O工藝與曝氣生物濾池工藝相結合，在有效降解污水中有機污染物的同時，也能夠滿足對污水生物脫氮的要求，具有負荷高，出水水質好，占地省等優(yōu)點，可用于生活污水生態(tài)處理的預處理環(huán)節(jié)。
一、硝化-反硝化生物濾池原理
1、裝置
采用硝化-反硝化生物濾池工藝預處理生活污水。試驗采用一根高1.8 m直徑90mm的有機玻璃柱，內置1000mm高輕質多孔陶粒填料，承托層以上每隔250mm設一個取樣口，共設4個，設定的缺氧與好氧區(qū)（A/O）的體積比為1：3，曝氣頭位于承托層以上250mm處。
2、材料
用水為由葡萄糖、CH3COONa、（NH4）2SO4、KH2PO4及微量元素配制的模擬生活污水，各項水質指標CODcr為181.4~256.3mg·L-1，NH4+-N質量濃度為28.78~37.60 mg·L-1，TN質量濃度35.42~42.36 mg·L-1。
陶粒填料性質參數(shù)：粒徑為3~5mm，密度1.4~1.6 g/cm3，堆積密度為0.84~0.95g/cm3，比表面積為3.0~4.0㎡/g，孔隙率為20~30%。
3、測試指標和分析方法
主要測試指標有CODcr、NH4+-N和TN，分析方法按照《水和廢水水質監(jiān)測方法》進行。
二
、硝化-反硝化生物濾池在污水處理中的應用分析
污水經(jīng)過缺氧區(qū)后，其氨氮的平均去除率為49.56%。分析氨氮在缺氧區(qū)達到較高的去除效率主要原因可知：一是回流水的稀釋作用；二是生物吸附和濾料截留作用；三是回流混合液中的溶解氧使進水中的氨氮發(fā)生了好氧硝化；四是發(fā)生氨氧化作用。當濾層高度500mm時氨氮的平均去除率提高了26.69%，這是因為硝化過程對溶解氧的需求較高，只有當溶解氧濃度較高時硝化菌才會保持較高的活性，在該段區(qū)域內，水中的溶解氧比較高，有機物經(jīng)缺氧段作為碳源消耗利用后濃度降低，有利于硝化菌的生長，硝化菌成為優(yōu)勢菌種，表現(xiàn)為濾層對氨氮具有很高的去除率。因此，本工藝對于氨氮的去除，從根本上取決于好氧區(qū)的硝化作用，同時好氧區(qū)的硝化是前置反硝化的前提，硝化作用的好壞決定著本工藝反硝化性能的優(yōu)劣。在濾層500~1000mm內，氨氮去除率僅增長了4.1%，這是因為在濾層250~500mm內己形成穩(wěn)定的硝化狀態(tài)，所以在后500mm段，氨氮去除率增加有限。
在缺氧區(qū)（0~250mm）總氮的平均去除率為57.99%，占總去除率的86.78%。在缺氧區(qū)內總氮濃度急劇下降主要有三個方面原因：一是缺氧區(qū)內硝態(tài)氮利用污水中的可生物降解有機物進行反硝化反應，實現(xiàn)脫氮；二是原污水對回流液中的硝態(tài)氮稀釋作用使得總氮濃度急劇下降；三是由于氨氧化作用。在好氧區(qū)（500~1000mm）內，總氮仍有8.84%的去除率，說明在好氧區(qū)發(fā)生了同步硝化反硝化現(xiàn)象，分析可能的原因：在運行過程中由于曝氣不均勻，氣泡沿器壁上升，使濾料層出現(xiàn)局部變黑的情況，在濾料顆粒間的孔隙中形成適合反硝化的缺氧或厭氧環(huán)境。根據(jù)好氧生物膜的構造可知，在生物膜內產(chǎn)生了溶解氧梯度，生物膜表面的溶解氧較高，以好氧的硝化菌為主，而生物膜內部則存在缺氧區(qū)，反硝化菌占優(yōu)勢。
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