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(jié)合，在有效降解污水中有機(jī)污染物的同時(shí)，也能夠滿足對(duì)污水生物脫氮的要求，具有負(fù)荷高，出水水質(zhì)好，占地省等優(yōu)點(diǎn)，可用于生活污水生態(tài)處理的預(yù)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(yù)處理生活污水。試驗(yàn)采用一根高1.8 m直徑90mm的有機(jī)玻璃柱，內(nèi)置1000mm高輕質(zhì)多孔陶粒填料，承托層以上每隔250mm設(shè)一個(gè)取樣口，共設(shè)4個(gè)，設(shè)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(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)CODcr為181.4~256.3mg·L-1，NH4+-N質(zhì)量濃度為28.78~37.60 mg·L-1，TN質(zhì)量濃度35.42~42.36 mg·L-1。
陶粒填料性質(zhì)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(cè)試指標(biāo)和分析方法
主要測(cè)試指標(biāo)有CODcr、NH4+-N和TN，分析方法按照《水和廢水水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法》進(jìn)行。
二
、硝化-反硝化生物濾池在污水處理中的應(yīng)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(dá)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(jìn)水中的氨氮發(fā)生了好氧硝化；四是發(fā)生氨氧化作用。當(dāng)濾層高度500mm時(shí)氨氮的平均去除率提高了26.69%，這是因?yàn)橄趸^程對(duì)溶解氧的需求較高，只有當(dāng)溶解氧濃度較高時(shí)硝化菌才會(huì)保持較高的活性，在該段區(qū)域內(nèi)，水中的溶解氧比較高，有機(jī)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(zhǎng)，硝化菌成為優(yōu)勢(shì)菌種，表現(xiàn)為濾層對(duì)氨氮具有很高的去除率。因此，本工藝對(duì)于氨氮的去除，從根本上取決于好氧區(qū)的硝化作用，同時(shí)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(nèi)，氨氮去除率僅增長(zhǎng)了4.1%，這是因?yàn)樵跒V層250~500mm內(nèi)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?cè)コ实?6.78%。在缺氧區(qū)內(nèi)總氮濃度急劇下降主要有三個(gè)方面原因：一是缺氧區(qū)內(nèi)硝態(tài)氮利用污水中的可生物降解有機(jī)物進(jìn)行反硝化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)脫氮；二是原污水對(duì)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(nèi)，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(yùn)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(gòu)造可知，在生物膜內(nèi)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(nèi)部則存在缺氧區(qū)，反硝化菌占優(yōu)勢(shì)。
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