新型浮岛的水质净化技术研究-第2页-北极星水处理网

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2结果与讨论

2. 1有机填料的比选

2.1.1有机填料挂膜性能对比

挂膜能力是评价填料的一个重要指标，不同填料由于性质差异，其挂膜速率和挂膜量均有差异，所以实验首先开展了对于3种填料挂膜性能的研究，运行反应器，各填料在溶解氧浓度为3 mg / L，水温为20 -22℃的条件下挂膜，其生物膜量随时间的变化如图3所示。在挂膜过程中，虽然反应器在第2天就出现浑浊现象，悬浮微生物大量繁殖，但第4天微生物才附着于填料表面生长。各填料自然条件下挂膜均需要约两周时间，第14天之后，各填料表面的生物膜量趋于稳定，标志着有机填料挂膜成熟，挂膜阶段结束。鲍尔环填料挂膜较空心球和K3填料迟缓，生物膜量也较少，稳定后生物膜量仅为0. 6 g / L 填料，挂膜能力较差。空心球和K3填料的终期挂膜量分别为1. 5 g / L填料和2. 2 g / L填料，所以3种填料以K3填料挂膜性能最优。

2. 1. 2污染物去除速率

有机填料对污染物的去除能力是检验填料优劣的另一重要指标，因此，本部分实验开展了填料挂膜后去除污染物能力的研究。取5L新配制的水样倒入量杯，调节pH至7左右，将1L挂膜成熟后的填料连同网笼放入量杯内，通过调节曝气时长与间隔使溶解氧浓度维持在3 mg / L ，拟合一级反应动力学曲线如图4所示。

如表2所示，R²基本都在0. 97以上，该组实验可以较好地拟合一级反应动力学。K值为反应速率常数，其值越大说明各底物的去除速率越大。综合来看，在实验条件下，有机填料对COD和氨氮的去除效果较好，但对TN，尤其是TP的去除效果很不理想。鲍尔环对各指标的去除均较差，其K值远低于另外2种填料。造成这种差异的主要原因是由于鲍尔环的比表面积小，所挂的生物膜量少。环状K3填料和空心球相比，虽然各指标的去除效果前者略好，但总体而言均相差不大，尤其是对COD和氨氮的去除差别更小。

2. 1. 3有机填料的工艺经济比选

综合对比3种有机填料，鲍尔环的去除效果太差，不予考虑。空心球与K3填料的净化效果较好。根据市场调研，直径为25 mm空心球的价格为每个0. 02元，计算可知1 kg约为8元，而K3填料是种专利产品，市售价格为每千克25元，同样堆积体积1耐的填料，空心球约为1 700元，K3填料约为2 650元。K3填料的尺寸较小，高度为10 - 12 mm，过水率较空心球小，并且粒径越小管理越困难，易于流失，更加大了工艺的成本。本实验的目的是为浮岛筛选填料，并应用于工程，所以选择综合性价比高的空心球作为工艺使用的填料。

2. 2空心球填料性能的影响因素研究

挂膜过程的本质是微生物附着在填料表面生长，微生物会分泌一些粘性物质，形成菌胶团，使填料表面形成一层肉眼可见的有活性的生物膜。影响有机填料挂膜的因索很多，例如填料自身特性、水质状况、水温和曝气强度等。在本实验的过程中可以观察到，实验初期水质澄清;进入挂膜阶段初期时，反应器内出现浑浊现象，填料表面无变化;随着时间的推移，实验进入挂膜后期，填料表面肉眼可见一层黄褐色的生物膜，该阶段反应器浑浊度仍较高;水质稳定后，标志着挂膜阶段结束，可见反应器水质恢复澄清。

2. 2. 1污染物负荷对空心球挂膜及净化效果的影响

(1)对挂膜的影响

不同污染物负荷条件下，空心球生物膜量随时间的变化如图5所示。不同污染物负荷条件下空心球挂膜的速率不同，较高的污染物负荷可以提高生物膜的增长速率。对比实验结果，污染物负荷相对较低的条件下，在第14天，生物膜量才达到稳定值。而污染物负荷较高的水质下达到最大生物膜量仅需要10 d。

较差的水质含有较多的碳源、氮源等微生物生长繁殖所需的营养元索，可以促进微生物的生长。在填料的挂膜阶段，水质较差的反应器内，水体的浑浊度也较高，而更多的有机生长的微生物可以促进微生物向填料表面的富集，加速生物膜的生长。并且水质较差的反应器中填料稳定后的生物膜量也较大，是因为高浓度污染物可以促进向内层生物膜的传质，使生物膜生长的更厚。

原标题：新型浮岛水质净化技术研究

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