生物活性炭滤池修复地表水的研究

2.2不同HRT对氮去除的影响

水力停留时间(HRT)是影响处理效果的一个重要因素。HRT过大，水力负荷小，工程设备规模和投资费用也随之增大，在满足处理要求的前提下，应尽可能减少HRT。为此，本试验针对不同HRT，设计了3组试验，HRT分别为4，6，10h，生物滤池对水中氮的去除如图3所示。

图3HRT对氮去除的影响

试验条件:温度18.2～21.0℃，ρ(NH3－N)为14.52～17.44mg/L，ρ(TN)为19.65～22.17mg/L，外加碳源。根据试验结果，HRT的减少增加了污染物负荷，由图3可知:HRT大幅降低，出水氨氮浓度没有明显变化，而随着HRT的延长，TN去除效果明显提高。

HRT由6h降为4h时，TN去除率从26.1%下降到12.5%。当HRT为10h时，出水TN浓度发生了明显下降，此时TN去除率为61.9%。由于工程实际设计中，HRT不宜过大，在此试验条件下，HRT为10h时，生物滤池对氮的去除效果较好。

2.3进水氨氮负荷对氮去除的影响

在进水流量一定条件下，考察氨氮负荷对系统去除效果的影响，有助于了解系统抗氨氮冲击负荷的能力［10］。本试验进行不同氨氮浓度对氮去除效果的研究。1号与2号为不同批次从A河道取回的水样，两组不同氨氮浓度，进行对比如图4所示。

图4进水氨氮负荷对氮去除的影响

试验条件:HRT为6h，温度为17.8～23.0℃，外加碳源;1号水样ρ(NH3－N)为2.39～3.03mg/L，ρ(TN)为10.48～14.69mg/L，2号水样ρ(NH3－N)为14.52～16.09mg/L，ρ(TN)为19.17～21.17mg/L。

由图4可知:随着进水氨氮浓度的增加，出水氨氮浓度也增加。在1号中，进水氨氮负荷为0.009～0.012kg/(m3-d)时，氨氮去除率达到98%以上，出水氨氮浓度为0.04～0.10mg/L;2号中，进水氨氮负荷增加到0.048～0.065kg/(m3-d)时，氨氮去除率为90%左右，出水氨氮浓度为1.17～1.79mg/L。

本阶段随着进水氨氮负荷的增加，供氧量保持不变，所以负荷的增加造成溶氧的相对不足，而硝化过程是一个好氧过程，因此进水氨氮负荷增加抑制了硝化作用，所以氨氮去除率呈下降趋势。另外，1号出水中亚硝酸盐氮浓度为0.002～0.004mg/L，几乎没有亚硝酸盐氮的积累;而2号出水中亚硝酸盐氮浓度为0.75～1.13mg/L。

这是由于氨氮浓度较高时，水扩散到膜表面的氧量和膜内的氧量在一定曝气强度下基本是恒定的，硝化细菌得不足够的溶解氧来氧化中间产物亚硝酸盐氮，因而导致亚硝酸盐氮积累增多。

由图4可知:1号进水TN浓度为10.48～14.69mg/L，出水TN浓度为4.12～4.71mg/L，TN平均去除率为66.4%;2号进水TN浓度为19.17～21.17mg/L，出水TN浓度为12.80～17.85mg/L，而TN平均去除率仅为19.7%。

2.4、TP的去除

磷是引起地表水富营养化的主要营养物质之一。污染河流中TP超标，由图5可见，利用反应器可去除水体中部分TP。1号、2号分别为不同批次从A河道运回的水样，2号的水质污染情况比1号严重，可能是由于2号取水之前受到降雨的影响。

图5：TP去除情况

试验条件:HRT为6h，温度为17.8～23.0℃，ρ(TP)为0.93～1.62mg/L，外加碳源。如图5所示:1号进水ρ(TP)为0.93～1.00mg/L，TP平均去除率为27.0%，此时出水ρ(TP)为0.66～0.71mg/L;2号进水ρ(TP)为1.45～1.82mg/L，TP平均去除率为34.2%，此时出水ρ(TP)为1.02～1.14mg/L。该反应器对TP去除主要依靠生物作用。1号、2号出水中TP比较平稳，说明反应器对去除TP具有一定的稳定性。

3结论

以城市污染河流的水为研究对象，针对进水ρ(氨氮)为14.52～17.44mg/L，ρ(TN)为19.65～22.17mg/L污染河水，经过工艺参数优化后，HRT为10h时，氨氮去除率达87%以上，总氮去除率达到60%以上，表明在河道水脱氮方面的潜力和应用价值。试验结果进一步表明:

1)不同水力负荷对氨氮去除效果没有太大变化，对TN去除效果显著。选择适宜的水力负荷，对提高生物滤池去除氮的性能有着重要的意义。

2)不同HＲT对生物滤池去除氮的效果具有重要影响。结果表明，HRT为10h时，生物滤池对氮的去除效果比较好。

3)生物滤池对高氨氮负荷有一定耐冲击性。

《环境工程》 作者：董春枝 1，2; 吴利芳 2 ;张永明 1; 彭强辉 2 ;朱建龙 2 ;蔡 强 2。

1上海师范大学 环境工程系， 2浙江清华长三角研究院

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