污水处理生态滤床工艺研究

2. 3 不同陶粒滤料30 ℃下对原水的处理效果

2. 3. 1 对COD 的去除效果

图9 是净水实验3 种陶粒对COD 的去除效果。可以看出,前9 d DSUC 和CSC 的COD 去除率在20% ~ 30% 之间,MUC 在30% ~ 40% 之间,高于前两者,说明弱磁性可能能够提高微生物活性,促进其生长,更有利于有机物降解。10 d 后陶粒对COD 去除率逐渐增加,在22 d 左右趋于稳定,此时陶粒表面的生物膜已经成熟,对COD 去除率稳定。DSUC 和CSC 相近,分别为53% 左右和55% 左右,说明DSUC对COD 的去除效果能够达到商品烧结陶粒的效果,MUC 对COD 去除效果最佳,在22 d 稳定在65% 左右,较DSUC 提高了12% 。

2. 3. 2 对NH3 -N 的去除效果

图10 是3 种陶粒对NH3 -N 的去除效果。NH3 -N的去除率被认为滤料净水效果是否优异的一个重要指标,一般认为,NH3 -N 去除率达到60% 以上滤料表面挂膜成功 ,净水效果优异。可以看出,陶粒在前5 d 对NH3 -N 去除率在15% ~ 40% 之间,因为硝化菌在初期需要一段适应期才能附着于陶粒上,因此NH3 -N 去除率总体偏低。5 d 后NH3 -N 去除率逐渐上升,3 种滤料对NH3 -N 去除率呈交错上升,在第22天时趋于稳定,DSUC 和CSC 相近,分别为64. 7% 和66. 4% 。MUC 对NH3 -N 的去除率高于DSUC 和CSC,在22 d 时稳定在74% 左右, 较DSUC 提高了9. 3% 。

2. 3. 3 对SS 的去除效果

图11 是3 种陶粒对SS 的去除效果。可以看出,MUC 对SS 去除效果优于DSUC 和CSC,在第6 天对SS 达到最大去除率90. 1% ,而DSUC 在第4 天达到86. 3% ,CSC 在第5 天达到88. 2% ,这是因为MUC表面呈弱磁性,不仅粗糙的表面能够截留大量悬浮物,且弱磁性改变陶粒周围水流磁场,增强对悬浮物的吸附,提高SS 去除率。滤料对SS 达到最大去除率后至22 d 之间,MUC 对SS 去除效果明显优于另两者,去除率曲线呈上下波动。第22 天左右,陶粒对SS 去除率趋于稳定,MUC 稳定在84% 左右,DSUC和CSC 分别稳定在75% 和74% 左右,疏浚底泥免烧陶粒对SS 的去除效果与商品烧结陶粒相近,而MUC较DSUC 提高了9% 。

2. 3. 4 对TP 的去除效果

图12 是3 种陶粒对TP 的去除效果。可知3 种陶粒对TP 的去除效果在净水初期相差不大,呈上升趋势,第7 天时DSUC、MUC 和CSC 的TP 去除率分别为52. 2% ,58. 8% 和59. 9% 。此时陶粒表面生物膜处于生长期,主要依靠化学除磷,化学除磷原理是MUC 表层覆盖的Fe3 O4 改性层提供大量的铁盐,铁盐与水中溶解性磷酸根离子形成不溶性磷酸盐沉淀,达到除磷效果,DSUC 和CSC 表层由于含有水化铝酸钙等物质,能够提供一定的铝盐,与磷酸根离子形成不溶性磷酸盐沉淀,达到除磷 效果。7 ~ 22 d 的TP 去除率趋于稳定,此时陶粒表面微生物生长逐渐稳定,生物除磷效果逐渐增强。而化学除磷生成的不溶性磷酸盐阻隔了一部分铁盐和铝盐与磷酸根离子反应,化学除磷效果得到削弱,生物法和化学法的共同作用使得MUC 对TP 的去除效果较DSUC 和CSC 并没有明显的提高,三者的TP 去除率呈上下交错波动,在22 d 后DSUC 和MUC 对TP 去除率稳定在51% 左右,CSC 稳定在48% 左右。具体参见污水宝商城资料或http://www.dowater.com更多相关技术文档。

3结论

1)以疏浚底泥为原料制备的DSUC、MUC 与商品烧结陶粒处于同一颗粒级配,DSUC 与MUC 的筒压强度达到5. 00 MPa,为CSC 的74. 6% ,强度相近,DSUC 单颗强度为2. 46 MPa,为CSC 的61. 8% 。DSUC与MUC 的水流冲刷与搅拌质量损失率高于CSC,DSUC 较CSC 分别增加了0. 8% 和14. 3% ,MUC 分别增加了5. 5% 和28. 6% 。

2)净水实验开始后22 d 左右陶粒滤料对原水各指标去除效果趋于稳定,出水稳定且澄清。通过探究温度对净水实验效果的影响,得出最优温度为30 ℃ ,此温度下COD 和NH3 -N 的最高去除率为55. 8% 和65. 1% ;进入稳定状态后COD 和NH3 -N 去除率维持在55% 和65% 左右;TP 最大去除率稳定在50% ~65% 之间,但由于不溶性磷酸盐的生成,降低了化学除磷的效率,22 d 后稳定在50% 左右;而温度对SS 影响效果不明显,SS 去除率在22 d 后稳定在78% 左右。

3)MUC 对COD、NH3 -N 和SS 的去除效果优于DSUC 和CSC,在22 d 分别稳定在65% 、74% 和84% 左右,三者较DSUC 分别提高了12% 、9. 3% 和9% ,较CSC 分别提高了10% 、7. 6% 和10% 。主要原因可能是MUC 具有弱磁性,能提高陶粒表面微生物活性,提高对原水处理效果,而DSUC 和CSC 对COD、NH3 -N和SS 的去除效果相近,说明疏浚底泥免烧陶粒能够达到商品烧结陶粒的要求。3 种陶粒滤料对TP 的去除效果相差不大,22 d 后稳定在50% 左右,主要是TP 的去除是生物除磷和化学除磷共同作用的结果。