BAF试验工艺流程及填料选择

BAF试验工艺流程及填料选择1.1试验装置简介曝气生物滤池系统主要由曝气生物滤柱、机械隔膜泵、空气压缩机和水箱等试验设备组成。为了便于观察滤柱内水流状态和微生物生长情况及反冲洗时滤料的运动状态，曝气生物滤池滤柱采用透明的有机玻璃制作，内径为300mm，陶粒曝气生物滤柱柱高3.5m，自下而上布置布水管，微孔膜曝气头，填料层。其中曝气头的直径250mm；填料分二级，分别装填。一级处装填北京开碧源填料有限公司生产的直径3-6mm陶粒，高度1.4m；二级处装填同为开碧源生产的0.5-2mm填料，高度0.6m，设计处理量25-100L/h,设计水力停留时间1.4-5.6h，实际通过滤料层有效停留时间0.8-3.2h。1.2试验工艺流程本试验为上向流，原水与空气均从底部进入曝气生物滤池。原水经机械隔膜泵通过滤池底部布水管注入罐体，流量由球阀和转子流量计控制。空气由空气压缩机供给，经曝气生物滤柱下部曝气头均匀曝气后对水体充氧，气量亦由由球阀和转子流量计控制。出水方式采用罐体顶端溢流堰溢流出水。正常运行过程为气水同向流，在通过滤料层时使原水中的COD得到降解，SS降低。经过一段时间的运行，由于原水中SS的截留以及生物膜的老化脱落，使得滤柱内水头损失增大，出水水质恶化，这时必须对BAF进行反冲洗以恢复其处理能力。反冲洗时，关闭进水阀，开启空气压缩机（调节气体流量），先进行气洗，然后开启反冲洗水泵（调节水流量）进行气水联合反冲洗，最后关闭空气压缩机，用处理水清洗，反冲洗出水由滤柱顶部排出。2.1滤料的选择原则不同的颗粒滤料的物理化学特性有一定的差别，有的甚至相差很大。生物载体滤料的选择是曝气生物滤池工艺成功与否的关键，它决定了曝气生物滤池能否高效运行，所以滤料的选择应综合考虑其物理特性、物理化学特性、水力学特性以及滤料的经济性等各个方面的因素[1]。1、机械强度滤料必须具有可以满足在不同强度的水力剪切作用以及滤料间摩擦碰撞过程中破损率低的机械强度要求。因为如果滤料破损会直接导致出水水质扰动，布水布气短路。2、外观形状滤料以球形为佳，因为规则的形状水流阻力小，不易堵塞，布水布气均匀。过去国内生物滤池所用的滤料均为不规则形状，如碎石、矿渣、焦炭、无烟煤等，不规则滤料的水流阻力大，布水布气不易均匀，因此限制了生物滤池在国内污水处理中的应用。3、密度滤料密度过大，造成在反冲洗时滤料悬浮困难或使反冲洗耗能增加；密度国小，又不易于滤料在反应器中的运行工况，且反冲洗时易出现跑料现象，因此滤料密度需在一定的范围之内。4、比表面积滤料一般选用比表面积大、开孔孔隙率高的多孔惰性载体，这种载体有利于微生物的吸附、持续生长和形成生物膜，并有利于促进主体相和生物膜内部的溶解氧、底物及代谢产物的传质过程。5、孔隙率及表面粗糙程度滤料表面应具有一定的孔隙率及粗糙度，这样有利于微生物膜的附着、生长，并减少填料之间摩擦碰撞而造成固着微生物的脱落，有利于生物滤池的运行。6、生物、化学稳定性生物膜在新陈代谢过程中会产生代谢产物，某些代谢产物会对载体产生腐蚀作用，所以生物膜载体必须具有一定的生物化学稳定性和抗腐蚀性；具有惰性，不参与生物膜的生物化学反应，且其本身是不可生物降解的。不含有害人体健康和妨碍工业生产的有害杂质，以保证填料在使用中不被损坏和不对处理水产生二次污染。7、表面电性和亲水性微生物一般带有负电荷，而且亲水，因此滤料表面应带有正电荷将有利于微生物固着生长，载体表面的亲水性同样有利于微生物的附着，使附着的生物膜数量尽可能地多，并具有良好的抗反冲洗能力。8、经济性生物滤料在整个曝气生物滤池的造价中占有较大的比例，所以在选用生物滤料时，除了重视滤料的性能外，其价格因素也是必须考虑的。在满足设计要求和不影响出水水质的前提下，选用价格相对低廉的滤料。2.2所选滤料参数表2.1陶粒化学成份及物理性能指标化学成份物理性能指标成分含量%SiO262.12粒径范围φ0.5-2mm；φ3-6mm；主要原料优质粘土Al2O316.32外观球型颗粒，表面灰褐色、表面粗糙多微孔视密度1.50-1.90g/cm3Fe2O37.84堆积密度1.00-1.50g/cm3清洁滤头的水头损失150mm/m(滤速小于8m/h)CaO3.26堆积孔隙率30%比表面积1.8~3×104MgO2.04盐酸可容率1.5%摩擦损失率3.0%K2O+Na2O3.22抗压强度5.2Mpa不均匀系数1.31其他6.42溶出物不含对人体有害的微量元素灼烧减量0.10%2.3试验分析方法表2.2测试指标及分析方法Fig2.4monitoringindexandanalytictechnique项目分析方法CODCOD快速测定仪氨氮纳氏试剂比色法SS重量法TN过硫酸钾氧化－紫外分光光度法pH玻璃电极法DO溶解氧仪法TP氯化亚锡还原光度法3．曝气生物滤池的启动在一般的生物膜法如生物滤池、生物转盘和生物接触氧化中，一般采用自然挂膜法、接种法、循环挂膜法、快速排泥法等方法来挂膜。曝气生物滤池挂膜时应用最广泛的挂膜方法有自然挂膜法和接种挂膜法两种，前者采用直接小流量进原水对生物填料进行挂膜，后者对生物滤池进行污泥接种，然后逐步加大进水量，直至达到预期处理目标。有资料表明，两者的启动时间都在15d作用。但自然挂膜法具有操作简单的特点，在现场试验中具有更大的操作性。本试验首先采用的是自然接种法，经过7d的观测效果不佳。后改用接种挂膜法，经过15d之后成功接种。对比两种方法可以发现，在原水COD及B/C比较低的情况下，自然挂膜具有难度，接种挂膜效果更佳。试验使用的接种污泥取自污水厂污水厂A/O工艺曝气池。3.1自然挂膜启动阶段图1.BAF自然挂膜期间COD变化曲线及去除情况从图中可以看出，在7d的培养期内，BAF对COD的去除效果随进水变化明显，具体表现在进水COD较高时去除效果较好，但并未随培养时间呈现明显的增长趋势。最大处理效率