水力負荷及固相碳源對BAF+多級土壤滲濾組合工藝處理污水的影響研究
摘要：碳源的選擇及曝氣量的控制是影響多級土壤滲濾系統(tǒng)(multi-soil-laying,即MSL)脫氮效果的重要因素.試驗采用BAF+MSL兩段式新型組合工藝,避免了傳統(tǒng)MSL曝氣過量抑制反硝化脫氮的風險.考察了不同水力負荷下,BAF+MSL對生活污水的凈化效果,并比較研究了以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)為反硝化碳源的MSL-1及木屑為碳源的MSL-2的脫氮除磷效果.結(jié)果表明,不同水力負荷下,系統(tǒng)對SS平均去除率為94.08%,對COD的去除率均在80%以上,出水COD在20mg·L-1以下.水力負荷對系統(tǒng)BAF段硝化性能影響較小,對MSL反硝化脫氮影響較大.BAF水力負荷為0.5、1及2m3·m-2·d-1時,BAF對NH4+-N的去除率均在90%以上,對TN的平均去除率依次為26.53%、11.09%、5.71%;對應MSL段水力負荷分別為0.25、0.50及1m3·m-2·d-1時,MSL-1對TN平均去除率分別為87.39%、65.09%、45.56%,MSL-2平均去除率依次為61.51%、42.52%、31.32%.MSL-1脫氮性能明顯優(yōu)于MSL-2,而兩者除磷效果區(qū)別較小.隨著水力負荷增大,MSL對TP去除率依次降低,MSL-1對TP平均去除率最高為91.97%.
關(guān)鍵詞：多級土壤滲濾，固相碳源，水力負荷，生活污水，生物脫氮
多級土壤滲濾系統(tǒng)(MSL)是由滲濾層(PL)及土壤模塊層(SML)以磚塊交錯結(jié)構(gòu)壘砌而成的具備強化脫氮除磷功能的新型土地處理系統(tǒng).PL主要由沸石、珍珠巖、沙礫等粒徑較大材料組成,可有效克服傳統(tǒng)土地處理方式易堵塞的缺陷,SML則由土壤、木炭、鐵屑、固相碳源等按一定比例混合而成.其中,固相碳源既可作為生物膜載體又可為反硝化脫氮提供電子供體,因此碳源的選擇是影響MSL脫氮效果的重要因素.
固相碳源主要包括傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)廢棄物以及新型的可生物降解聚合物(BDPs),國內(nèi)外對MSL碳源的研究主要集中在當?shù)剞r(nóng)業(yè)廢棄物資源上,如鋸木屑、稻稈、洋麻與玉米穗等,而有關(guān)BDPs在MSL中的應用研究未見報道.本試驗首次采用BDPs聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作為MSL碳源,比較研究了PBS及木屑分別作為固相碳源對MSL脫氮性能的影響.
影響MSL脫氮效果的另一重要因素是曝氣量的控制.Luanmanee等研究表明適量曝氣可提高MSL對COD、TN、SRP的去除率,但過量曝氣則會降低TN去除率.MSL通常采用間歇曝氣來控制曝氣量,但曝氣周期較難控制.為避免曝氣過量抑制反硝化脫氮的風險,本研究首次采用BAF+MSL組合工藝,實現(xiàn)兩段式功能分區(qū),依此開展針對生活污水的凈化試驗研究.考察了不同水力負荷下,基于PBS及木屑為碳源的BAF+MSL組合工藝對生活污水的處理效果,以期為MSL在中國的推廣及應用提供理論依據(jù).
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