沸石滤料曝气生物滤池去除COD和氨氮

沸石滤料曝气生物滤池去除COD和氨氮

田文华, 文湘华, 钱 易

(清华大学环境模拟与污染控制国家重点实验室,北京100084)

摘 要: 利用自行研制的沸石滤料曝气生物滤池(ZBAF)装置处理生活污水的中试结果表明,水力负荷对氨氮去除率的影响比对COD和浊度去除率的影响大得多。当水力负荷由1.1m h 增加到4.4m h时,COD去除率仅降低26.9%,而对氨氮的去除率降低52.5%;处于最佳水力负荷(2.2m h)时对C OD、氨氮和浊度的去除率分别可达73.9%、88.4%和96.2%;C OD负荷在11kg (m3 d)以内变化对氨氮的去除率影响不明显。

关键词: 天然斜发沸石; 曝气生物滤池; 生活污水; 水力负荷

中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2002)12-0013-03

Use of Zeolite Medium Biological Aerated Filter for Removal of COD and

Ammonia Nitrogen

TIAN Wen hua, WEN Xiang hua, QIAN Yi

(Dept o f Environmental Science and Engineering,Tsinghua U niversity,Beijing100084,China)

Abstract: A pilot scale zeolite media biological aerated filter(ZBAF)was designed and used to treat municipal waste water.The experimental results sho wed that hydraulic load has much greater effect on removal rate of a mmonia nitrogen than on COD and turbidity removal.When hydraulic load is increased from1.1m h to4.4m h,COD removal rate is decreased only by26.9%,and ammonia nitrogen removal rate is lo wered by 52.5%;at the optimal hydraulic rate(2.2m h),the removal rate of COD,ammonia nitrogen and turbidity comes up to73.9%,88.4%and96.2%respectively;the variation of COD loading rate in the range of11kg (m3 d)has not evident effect on the removal of a mmonia nitrogen.

Keywords: natural clinoptiloite; biological aerated filter; municipal wastewater; hydraulic load

天然斜发沸石(Clinoptilolite)具有孔隙度高、比表面积大的特点,对氨氮具有很强的选择性离子交换能力,常用于脱除污水中氨氮的化学处理。沸石作为极性吸附剂也是一种理想的生物载体。国外对应用沸石作为曝气生物滤池的滤料进行过一些研究,而目前国内还没有以沸石作为曝气生物滤池的滤料来处理生活污水的报道。笔者通过研究,开发了一种用于生活污水深度处理的沸石滤料曝气生物滤池(Zeolite media biological aerated filter,简称ZB AF)并进行了中试。结果表明,ZB AF除具有普通B AF 的优点外,还具有利于微生物生长、抗氨氮冲击负荷的特点。目前这项技术已申报国家发明专利(申请号:02116307.3)。

1 试验装置和方法

1 1 试验装置及流程

试验装置及流程见图1。

ZBAF反应柱为 200mm的有机玻璃柱,总高约为5.5m,其中装填4~6mm的天然斜发沸石,反

中国给水排水

2002Vol.18 CHINA W ATER&W ASTEW ATER No.12

应器直径大约是滤料粒径的50倍,这样可以消除边壁效应,所得结果可以应用到更大规模的反应器中[1]

。反应器采用下向流形式,其中好氧段高度为2.1m,过滤段高度为0.9m 。反应柱壁两侧沿滤料顶部向下每隔0.3m 设一个污水取样口和一个滤料取样口,各11个,

其中一侧的取样口与测压管相连。

图1 试验装置及流程

试验装置安装在清华大学环境模拟与污染控制国家重点实验室。原水为校园生活污水,经泵打入沉淀池进行初沉后,再用30~40目筛网过滤掉漂浮的大块杂物,之后用机械隔膜计量泵打入反应器。1 2 试验条件和方法

采用提高水力负荷的方法来增加污染物负荷,水力负荷分别为1.1、2.2、3.3、4.4m h,气水比为4 1,试验期间水温为29~23 。每个工况运行稳定后再测定有关指标,其中污染物负荷以好氧区体积计算。试验工况见表1。当水头损失达到12kPa 时采用气水同时反冲洗。

表1 改变进水负荷的工况参数流 量(L h)306090120空床水流速(m h)

1.1

2.2

3.3

4.4好氧段水力停留时间(h) 1.900.950.

630.

48过滤段水力停留时间(h)0.820.410.270.20总水力停留时间(h)

2.72 1.360.910.68运行时间(d)

15

7

9

6

1 3 测试项目及仪器

COD :重铬酸钾法,COD 快速测定仪;

氨氮:纳氏试剂分光光度法,分光光度计; 浊度:浊度仪。2 结果和讨论2 1 水力负荷的影响

在4种水力负荷条件下对COD 和氨氮的去除

效果分别见图2、3。

图2 水力负荷对C OD 去除效果的影响

图3 水力负荷对氨氮去除效果的影响

由图2、3可见,提高水力负荷对COD 去除率的影响不是很大,但对氨氮的去除效果影响明显。4种不同水力负荷条件下对浊度的去除情况见图4。

图4 水力负荷对浊度去除效果的影响

由图4可见,随着水力负荷的增加,出水浊度逐渐增加,而除浊率逐渐下降;水力负荷由2m h 提高至3m h 时除浊率明显降低(由96.2%下降至79.6%),此时再提高水力负荷则除浊率不再下降。

综上可知,ZB AF 反应器的滤料高度为3m 、最佳水力负荷为2.2m h 时,对COD 、氨氮和浊度的去除率分别为73.9%、88.4%和96.2%,相应的出水平均浓度分别为43.4、3.5mg L 和3.7NTU,可达到 生活杂用水水质标准 (CJ25.1 89)和国家环保总局、天津大学提出的冷却回用水水质建议值( )中有关指标的要求。

2 2 COD 去除负荷与进水COD 负荷的关系

4种水力负荷条件下COD 去除负荷与进水