地埋式循環濾料曝氣生物濾池處理博物館污水
摘 要：采用以循環濾料曝氣生物濾池(BAF)為主體的地埋式一體化設備處理博物館污水。運行結果表明，設計水量為80 m ／d，進水COD、SS、NH 一N平均濃度分別為320、200、40 mg／L時，處理后出水相應指標分別降至45、3O、8 mg／L，出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的一級標準。
關鍵詞：博物館污水,曝氣生物濾池,循環濾料,地埋式一體化設備
采用以曝氣生物濾池(BAF)作為生化處理單元的一體化設備處理城市生活污水具有占地面積小、處理效率高等優點，現已得到廣泛應用 J，但是該工藝存在濾料易堵塞、反沖洗周期較短、出水水質波動大的缺點。江西省某大型博物館污水處理工程采用以循環濾料曝氣生物濾池為主體的地埋式一體化處理設備，取得了較好的效果。該工程通過了江西省環保局的驗收，出水各項指標均優于《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)的一級標準。
1 工程概況
江西省某大型博物館無化糞池，污水主要來源于沖廁和洗滌。污水處理工程采用地埋式，設計處理規模為80 m。／d，于2007年8月建成，出水水質執行《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)的一級標準。
1．1 設計進、出水水質
設計進、出水水質見表1。
 |
1．2 工藝流程
工藝流程見圖1。污水經格柵去除漂浮物后，大顆粒懸浮雜質進入調節沉淀池進行沉降分離，同時調節水量，再經提升泵提升至循環濾料BAF，絕大部分有機物和SS被去除，之后在二沉池進行泥水分離，清水池儲存反沖洗水，最終出水從清水池溢流口排放。
 |
2 主要構筑物、設備及工程特點
2．1 主要構筑物及設備
主要構筑物及設備見表2。
 |
2．2 主要構筑物設計參數
① 循環濾料BAF
循環濾料BAF與傳統BAF的主要區別是在中心曝氣管的曝氣提升下，濾料由下向上循環流動，避免了濾料的板結問題，可以延長BAF的沖洗周期。設計采用的有機負荷為3 kgBOD ／(m3·d)，水力負荷為1．3 m3／(m2·h)。
a．濾池高度包括濾料層厚(2．0 m)、配水室高 (0．3m)、清水區高(0．6m)、承托層厚(0．2m)、濾板厚(0．1m)、超高(0．3m)，總高為3．5m。
b．配水系統采用長柄濾頭配水方式，并可兼氣水反沖洗配水布氣用。濾頭布置按25個／m2 設計，采用污水專用大縫隙長柄濾頭。中心回流管直徑為 0．4m，長度為1．8 m，底部高出濾料層0．3m。
c．選用輕質陶粒濾料，直徑為3～5mm，濾料層厚為2m，濾料體積為5m3；承托層厚為0．2 m，卵石級配，粒徑為8～20mmm。
d．反沖洗采用氣水聯合反沖洗方式，水反沖強度為6 L／(m2·S)，氣沖強度為12 L／(m2·s)，一次反沖洗歷時10 min，反沖洗周期為15 d。
② 二沉池
采用豎流式二沉池，上升流速為1．2 m3／(m2· h)，中心管直徑為0．35 m，泥斗高為0．8m，沉淀區高為1．8 m。二沉池中污泥定期通過氣提管排入調節沉淀池。
2．3 工程特點
① 采用地埋式鋼制設備，對博物館景觀影響很小。
② 提升泵及反沖洗泵采用潛水泵，調節池設有浮球液位計，水泵及風機啟閉均采用PLC自動控制，管理方便。
③ 二沉池污泥通過氣提管回流到調節沉淀池，池內安裝有吸泥管，定期用吸泥車將污泥抽出運送到污水處理廠集中處理。
④ 循環濾料BAF內設濾料管道回流系統，在氣流帶動下，中心回流管內生物濾料得到有效循環，使濾料產生有效摩擦，能更好地沖刷濾料生物膜外的惰性層，使生物膜活性始終保持在較高水平。由于生物膜能得到及時更新，使濾料反沖洗周期延長。
⑤ 為了降低成本，利用二沉池出水補充反沖洗用水。清水池容積為4．8 m3。，反沖洗一次需清水 9m3，在二沉池后設置清水池，循環濾料BAF反沖洗排水進入二沉池，二沉池中的清水不斷補充清水池水量，使反沖洗水形成內循環，節省了清水池體積。
3 調試運行及處理效果
3．1 調試運行
工程竣工后，先清水試車，確保整套工藝運轉良好。將接種污泥(來自附近城市污水處理廠)投入曝氣生物濾池，采用間歇進水方式，每悶曝2天換水一次，l0天后采用連續進水方式，水量由0．5 m ／h 逐步加大直到滿負荷運行，濾料表面產生一層薄而均勻的灰黑色生物膜。運行1個月后，鏡檢發現許多菌膠團及豆形蟲、鐘蟲等；穩定運行2個月后，生物膜逐漸成熟，厚度約為1 mm，濾料表面附著的微生物分泌膠質粘膜，覆蓋已形成的膜層，膜層不斷增厚且由內向外擴展，最后形成成熟的生物膜。
3. 2 系統處理效果及分析
循環濾料BAF在微生物逐步馴化階段處理效率比較低。在連續運行階段，分別測定COD、NH 一 N、ss等指標 ，取監測數據均值作為最后結果。氣水比控制在12：1左右，進水和出水水樣分別取自調節沉淀池出水口和清水池進水口，取樣頻率為1 d，運行時間為3個月。
① 對COD的去除效果
在連續進水前10天，由于生物膜還未完全成熟，對COD的去除還處于較低水平，但是隨著生物膜上原生動物(如豆形蟲、鐘蟲等)的大量繁殖，去除效率得到迅速提高。運行45天后，系統對COD 的去除率維持在85％ 以上。連續運行30天后，系統處于穩定狀態，原水COD的變化會使COD去除率有些波動，不過系統出水COD整體上維持在相對穩定的水平，具有較強的耐沖擊負荷能力。分析認為，由于填料本身在氣動作用下會產生較強的機械摩擦作用，一方面使填料表面生物膜不斷得到更新，生物膜處于薄膜狀態，生物活性強，微生物降解有機物速率高，處理效果好；另一方面由于填料的機械運動，加強了有機物的傳質過程，使污染物更容易到達生物膜內部，微生物的降解效果好。此外，微生物胞外酶含有多聚糖等粘性物質，有類似于化學絮凝劑的作用，對水中有機物具有較強的吸附凝聚作用，對穩定去除COD也有良好作用。
② 對NH-N的去除效果
在穩定運行階段對系統的出水氨氮進行了監測。由于填料表面生物膜由外向內DO逐漸遞減，使填料本身具備同步硝化反硝化的條件，而填料上層的缺氧條件也給反硝化細菌提供了生存空間。在連續進水初期，氨氮去除率<50％ ，出水氨氮>40 mg／L，這是因為調試初期生物膜處于逐步成熟階段，由于生物菌體間的競爭作用，使得硝化菌的生長受到抑制，從而導致系統的硝化效果不好。系統連續進水35天后，氨氮去除率得到穩步提高，隨著生物膜逐步成熟，硝化細菌的生長空間不斷拓展，生物膜的厚度也相應增加，系統硝化效果明顯提高。在導流筒中填料處于好氧上升狀態，在下降過程中逐步消耗溶解氧，最終出現厭氧情況，在厭氧環境下反硝化細菌迅速生長繁殖，使系統具有脫氮功能。系統連續進水60天后，出水氨氮趨于穩定，經過20天的監測，氨氮去除率>82％ ，出水氨氮<8 mg／L。
③ 對ss的去除效果
總體來看，雖然原水有一定的波動，經過循環濾料BAF和沉淀池后，出水ss相對穩定，ss去除率> 70％。由于填料的機械攔截和生物膜胞外酶的吸附凝聚作用，使得調試初期系統出水水質較為穩定，但是隨著生物膜不斷更新，氣、水的不斷沖刷和填料本身的循環流動，使出水夾帶生物膜碎片，出水ss升高，而后脫落的生物膜又可以起到生物絮凝劑的作用，與細小的懸浮顆粒形成大絮體沉降下來。在連續進水40天后，出水ss穩定在50 mg／L以下，通過 3個月的穩定運行，最終出水SS<30 mg／L。
4 經濟技術分析
該工程總投資約為15萬元，包括土建費、設備與材料費等。單位污水處理費用約為0．35元／m3，其中電費為0．2 元／m3、人工費為0．15元／m3。
5 結語
① 經過3個月的調試，工藝系統對COD、NH 一N、ss的去除率分別達到了91．2％ 、82．4％ 、 98．3％ ，出水各項指標均達到《污水綜合排放標準》 (GB 8978-1996)的一級標準，順利通過江西省環保局組織的驗收。
② 采用地埋式循環濾料BAF處理博物館污水，出水水質好、運行費用低、管理方便、產泥量少、對景觀影響小。
參考文獻：
[1] 王鐵民，楊少偉，王章霞．曝氣生物濾池工藝在生活污水處理中的應用[J]．工業用水與廢水，2006，37(4)： 86—88．
[2] Chen J J，McCarty D，Slack D，et a1．Full scMe case stud— ies of a simp—lifted aerated filter(BAF)for organics and nitrogen removal[J]．Water Sci Technol，2000，41(4— 5)：1—4．
[3] 國家環？偩郑蛷U水監測分析方法(第4版) [M]．北京：中國環境科學出版社，2002．
[4] 楊麒，李小明，曾光明，等．同步硝化反硝化機理的研究進展[J]．微生物通報，2003，30(4)：88—91．
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
