生物活性炭滤池修复地表水的研究

北极星环保网讯:摘要:采用自行设计的生物滤池反应器去除地表水中的氮，考察了HRT、水力负荷和氨氮负荷对生物滤池出水水质的影响。结果表明:系统TN去除率随水力负荷的增加而下降，氨氮去除率无明显变化，水力负荷小于1.2m3/(m2-d)，TN去除率达到54%以上;在进水氨氮质量浓度为14.52～17.44mg/L条件下，HRT为10h时，生物滤池对氮去除效果较好;当HRT为6h，进水氨氮负荷增加到0.048kg/(m3-d)以上，氨氮和TN平均去除率分别为96%和31%。随着许多地表水水质日益恶化，水中C/N低，N、P含量高的特点尤为突出。目前脱氮是水处理的研究热点，大量的生活污水、工业废水中携带含氮污染物排入受纳水体，对地表水进行深度脱氮具有一定的难度。

地表水中的氨氮过高不但会消耗水中溶解氧，还可能诱发富营养化。目前受污染地表水的生物脱氮方法大多采用生物膜法，其中生物滤池是有代表性的工艺。本文针对我国地表水水质普遍低碳高氮的特点，采用生物活性炭滤池处理污染地表水，通过添加甲醇为碳源强化生物滤池的脱氮效能，同时以颗粒活性炭为填料的生物滤池中，通过物化吸附和生物作用等途径将氮素去除。

1试验部分

1.1试验装置

设计反应器结构如图1所示，由有机玻璃加工而成，反应器容积10L，其中反应器底部约4L，中间部分6L。反应器底层以直径为1～3cm的鹅卵石作为承托层，厚度为10cm，上层以直径为4.0mm颗粒活性炭作为填料，长度为4～10mm的柱状颗粒活性炭，厚度为25cm。

图1生物处理工艺

1.2试验用水水质

本试验所处理的水取自A城市内河河道。表1为河水水质监测数据，结果显示水质等级为劣Ⅴ类。

1.3分析项目及方法

CODMn:酸性高锰酸钾法;氨氮:纳氏试剂分光光度法，参照GB7479—87《水质铵的测定纳氏试剂比色法》;亚硝酸盐氮:N-(l-萘基)-乙二胺光度法，参照

表1试验期间对A河道断面的监测数据

GB7493—87《水质亚硝酸盐氮的测定分光光度法》;硝酸盐氮:紫外分光光度法;TN:过硫酸钾氧化紫外分光光度法，GB11894—89《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》;TP:钼酸铵分光光度法，GB11893—89《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》。

2结果与讨论

2.1不同水力负荷对去除氮的影响

水力负荷与HRT是一对相关联的参数，水力负荷大则水力停留时间短，反之则长。对于反应器而言，填料上的微生物与污水中的基质进行作用需要一定的接触反应时间作保证。另一方面，水力负荷对控制生物膜厚度、改善传质等方面也有一定的作用。

反应器内不同微生物群落趋向于分布在其各自具有最大竞争优势的区域，水力负荷增加，原先保持的平衡将被打破。如果水力负荷过高，有机负荷也增加，异养的硝化细菌生长比较占优势，反硝化细菌处于劣势，不利于脱氮反应的进行。邱立平等的研究表明在不同进水负荷条件下，曝气生物滤池总氮去除可达60%。因此确定适宜的水力负荷，对提高生物滤池的处理性能有着重要的意义。

试验条件:温度为19～21℃，ρ(NH3－N)=15.24～17.96mg/L，ρ(TN)=19.36～22.17mg/L，外加碳源。图2为水力负荷对氮的去除。由图2可知:随着水力负荷的逐渐增加，出水氨氮浓度没有明显的变化，而随着水力负荷增加，出水TN浓度逐渐增大，TN去除率下降。

图2水力负荷对氮的去除

当水力负荷为0.94～1.24m3/(m2-d)，TN去除率为54.3%～61.9%;水力负荷为1.40～1.71m3/(m2-d)，TN去除率没有明显变化，此时TN去除率为27.3%～34.2%;水力负荷为1.87m3/(m2-d)时，TN去除率下降为15%左右。水力负荷过大，TN去除效果下降，选择适宜的水力负荷，在工程实际中有着重要的作用。

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