新型浮岛的水质净化技术研究

3)对TP的去除。从图10中可以看出，溶解氧浓度越低，总磷的去除率也越低，4个阶段总磷的去除率分别为35. 23% ,31. 62% ,23. 99%和11. 53%。在郑作添研究球形填料的实验中，其总磷的去除率可达75 %，对比本实验，总磷的去除主要靠微生物的同化作用，并没有去除底泥的过程，所以总磷的去除率总体不高，对于不依赖植物的浮岛，单一的有机填料在自然状态下除磷效果不好。溶解氧较高的条件下，好氧区好氧微生物大量繁殖，提高了通过同化作用吸收磷的能力。与缺氧微生物相比，好氧微生物具有生长率高、世代时间短等特点，所以，在同化作用除磷方面具有主要的影响。因此，随着溶解氧浓度的降低，总磷的去除率也呈明显下降趋势。

对比空白组出水和填料组出水的COD,氨氮,TN和TP浓度变化可以看出，空白组对于各指标的去除效果均较填料组差，所以在该实验中，填料是除溶解氧外另一个污染物去除的关键因索。随溶解氧浓度变化，空白组COD的浓度变化略有上升，并不明显，说明溶解氧对COD的去除影响不大，填料所起的作用占主要地位。而对于氮磷的去除则受溶解氧影响较大。

2. 3以空心球为主的组合填料的净化效果

在实验室前期对无机填料在氮磷去除方面研究结果的基础上，选取对除磷效果最好的钢渣和吸附氨氮能力最强的沸石进行组合，作为无机填料与空心球组成组合填料。根据浮岛技术的要求，填料的比重不应过大，若填料过重，会使为浮岛提供浮力的浮体过大，不仅降低了浮岛灵活的应用性，而且造成资源的浪费。若填料中无机填料部分过少，虽能满足浮体为浮岛提供浮力的要求，但会使无机填料所起的作用尤其是除磷效果过小，丧失采用组合填料的意义。以组合后的平均密度为依据，无机填料选用粒径为1一2 cm的沸石和钢渣，组合填料的密度约为1.2g / cm^3。

在筛选出空心球填料并对其性能进行研究的基础上，设计实验对比空心球填料与组合填料对富营养化水质的净化效果。实验取出挂膜成熟后的两种填料各1L置于网笼内，放入装有新配制的低负荷水质的水样中，调节曝气使水体溶解氧浓度为3 mg / L，每隔一段时间测定水样的各个水质指标。

由表4可知，采用组合填料可以有效的提高对富营养化水质指标的净化效果，尤其是强化了脱氮除磷的效果。TN和TP的去除量分别从1. 54 、0. 13mg / ( L填料˙h)增加至2.87、0.20 mg / (L填料˙h)，但COD的去除效果增加不明显，在该实验条件下，去除量仅从36. 74增加至41. 52 mg / (L填料˙h)。无机填料对氮磷有较强的吸附拦截作用，可以将水体中的氮磷富集于填料区内，提高填料区氮磷的浓度，一方面促进微生物的生长，另一方面较高的浓度梯度有利于向生物膜内部的扩散，这2种作用使组合填料对氮磷的去除能力有显著的提高。由于采用的无机填料沸石和钢渣对COD的吸附作用较差，所以该组合填料对COD的去除效果没有明显的提高。

在以空心球为主的组合填料中，其DGGE的高通量测序结果检测到的菌种主要包括变形菌门(甲型变形菌纲(Alphoproteobacteria )、乙型变形菌纲(Betaproteobacteria )、丙型变形菌纲(Gammaproteobacteria) 、δ变形菌纲(Deltaproteobacteria ) )、异常球菌纲(Dein ococci )、放线菌纲(Actin abacteria)和一些杆菌(如黄杆菌纲(Clo.striafa )、拟杆菌纲(Bacteroldla ))等。图11中，h. b.代表空心球表面，zeo代表沸石，S. S.代表钢渣，sus.代表悬浮生长的微生物，Ano代表填料处于缺氧条件下，Aer代表填料处于好氧条件下。从图11中可以看出，2种条件下填料表面均以生长变形菌门为主，甲型变形菌纲在好氧区水体及填料表面的生物膜中占的比例比缺氧区高，主要包含一些代谢C化合物的菌种。乙型变形菌包括很多好氧和兼性细菌，在微生物的属图中，该实验检测到好氧条件下填料表面存在可以将氨氧化的亚硝化单胞菌属(Nitro.somona.s ) 。δ一变形菌主要包括钻细菌和严格厌氧的一些种类，种类较少，在缺氧区悬浮相微生物中所占比例较大。好氧区含有更多的大球菌，其生物膜松散。对污染物的去除起主要作用的为变形菌、球菌、杆菌和芽袍杆菌等，这几类菌种占所有检测到的菌群的80%以上，所以，填料确能对水体起到很好的净化作用。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)在20 - 22℃、溶解氧3 mg / L的条件下自然挂膜，K3填料、空心球和鲍尔环终期挂膜量分别可达约2. 2,1. 5和0. 6 g / L。与之相对应，3种填料以K3填料对COD,氨氮,TN和TP的去除效果最好，空心球其次，但与K3填料相差不大。3种填料中，K3填料对富营养化水体的净化效果最佳，但空心球的性价比最高。

2)对于空心球而言，污染物负荷越大，温度越高，其挂膜速度越快，但在实验范围内的温度对最终挂膜量并没有影响。保持较高的溶解氧浓度有利于COD,氨氮和TP的去除，但5 mg / L以上的溶解氧浓度不利于总氮的去除，溶解氧浓度为3 mg / L时对总氮去除率最高。受生物膜工艺除磷机制的限制，空心球对磷的去除效果较差。

3)无机填料对氮磷有较强的吸附拦截作用，可以将水体中的氮磷吸附拦截于填料区内，导致填料区局部氮磷浓度较高，一方面促进氮磷向生物膜内的传质，同时也促进生物膜的生长和提高微生物活性。因此，采用组合填料能进一步提高浮岛的脱氮除磷效果，提高幅度在53%一86%。