更新時間：2015-03-01 14:44 來(lai)源(yuan)：論(lun)文網 作者: 閱讀：3480 網友評論0條

導讀:：圖(tu)2.水(shui)溫(wen)對UBAF脫(tuo)氮(dan)性能(neng)的(de)影響(xiang)。水(shui)力負荷對UBAF脫(tuo)氮(dan)性能(neng)的(de)影響(xiang)。按氣水(shui)比3：1運行。

關鍵(jian)詞：上(shang)向(xiang)流(liu)曝(pu)氣(qi)生(sheng)物濾池，水(shui)溫(wen)，水(shui)力負荷，COD容(rong)積負荷，NH4+-N容(rong)積負荷，氣(qi)水(shui)比

曝氣生(sheng)物濾(lv)池(Biological Aerated Filter，BAF)，是20世紀80年(nian)代末(mo)在歐美發展起來的一種(zhong)新型生(sheng)物膜法污(wu)水(shui)(shui)處理(li)工藝，工藝經(jing)歷了(le)下流(liu)式(shi)、下流(liu)兩(liang)段(duan)式(shi)、上流(liu)式(shi)、上流(liu)兩(liang)段(duan)式(shi)曝氣生(sheng)物濾(lv)池4種(zhong)工藝形式(shi)[1]，從單(dan)一的結(jie)構逐漸發展到(dao)綜合(he)結(jie)構。它將(jiang)接觸氧化(hua)(hua)工藝和給(gei)水(shui)(shui)快濾(lv)池工藝結(jie)合(he)在一起，用于去(qu)除(chu)水(shui)(shui)中的有機(ji)物，也可以通(tong)過硝(xiao)化(hua)(hua)反硝(xiao)化(hua)(hua)達到(dao)脫氮效果[2-4]，具(ju)備了(le)容積負(fu)(fu)荷(he)高、水(shui)(shui)力(li)負(fu)(fu)荷(he)大、水(shui)(shui)力(li)停留(liu)時間短、所需(xu)基建投(tou)資少、出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質好、運(yun)行(xing)能耗(hao)低(di)、運(yun)行(xing)費用省(sheng)等諸多優點。

本(ben)試驗采用兩(liang)段上向流曝氣生物濾池(Up-flowbiological aerated filter，UBAF)處理(li)城市污水，通過控制(zhi)運行(xing)條件，研究了(le)影響(xiang)兩(liang)段UBAF脫氮(dan)效(xiao)果的各種因(yin)素(su)。

1.試驗裝置及(ji)方(fang)法

1.1 試驗裝置

本(ben)試驗裝置如圖1所示，采(cai)用(yong)兩(liang)段(duan)(duan)上(shang)(shang)流式(shi)BAF。以(yi)陶粒為(wei)填料, 其性能參數如表1所示。A段(duan)(duan)曝(pu)(pu)氣生物(wu)濾池的(de)主(zhu)要是對(dui)原污水中的(de)少部分氨氮及(ji)有機(ji)物(wu)進行去(qu)除,B段(duan)(duan)曝(pu)(pu)氣生物(wu)濾池主(zhu)要對(dui)剩余(yu)COD及(ji)氨氮進行去(qu)除。兩(liang)座曝(pu)(pu)氣生物(wu)濾池均采(cai)用(yong)上(shang)(shang)向流的(de)運行方式(shi)，其結構設(she)計(ji)參數完(wan)全相同, 主(zhu)體材(cai)料為(wei)有機(ji)玻(bo)璃,總高2.5m、直徑0.25m,填料層高1.50m。底部設(she)有反沖洗供氣管(guan)、放空管(guan)、穿孔配水管(guan)。

表1 陶粒填料的性能(neng)參數

Tab.1 Theproperties of ceramics filter

分析 項目	粒徑 (mm)	比重(g/cm3)	孔隙率(％)	容重 (g/cm3)	比表(biao)面積(m2/m3)	SiO2 (％)	Al2O3 (％)	Fe2O3(％)
數值	3～4	1.56	50～75	0.78～0.85	4250	65～70	15～20	7～9

圖1 試驗裝置圖

Fig.1 Test apparatus

1.2　啟動方式及掛膜(mo)

采用接種掛膜，接種液取自某污水(shui)(shui)廠原水(shui)(shui)混合液。以(yi)曝(pu)氣(qi)量(liang)(liang)(liang)15~18L/h連續悶曝(pu)24h后將濾(lv)柱(zhu)排空，重復(fu)2次。第(di)3天小流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)進水(shui)(shui)(有利于(yu)的硝化菌的生(sheng)長固定)，以(yi)濾(lv)速0.55m/h(流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)約(yue)為(wei)(wei)16 L/h)、曝(pu)氣(qi)量(liang)(liang)(liang)16L/h運行(xing)COD容積(ji)負荷，第(di)5天濾(lv)速增加到0.75m/h(流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)約(yue)為(wei)(wei)21 L/h)、曝(pu)氣(qi)量(liang)(liang)(liang)增至31L/h。期間對各柱(zhu)DO進行(xing)檢(jian)(jian)測(ce)，出水(shui)(shui)DO含量(liang)(liang)(liang)均在4mg/L以(yi)上。26天后將濾(lv)速均增至0.89m/h，按氣(qi)水(shui)(shui)比3：1運行(xing)，此(ci)時(shi)(shi)對CODCr、NH4+-N、濁度均有著很好的去除效果，將濾(lv)料表面(mian)生(sheng)物(wu)膜剝落，鏡檢(jian)(jian)發現生(sheng)物(wu)膜中有大量(liang)(liang)(liang)絲(si)狀(zhuang)菌，同時(shi)(shi)有鐘蟲(chong)、線蟲(chong)、變形(xing)蟲(chong)、輪蟲(chong)等微型動物(wu)。

1.3 試驗方法及水質(zhi)

兩(liang)反應(ying)(ying)器(qi)從底部進(jin)水(shui)，氣(qi)水(shui)同(tong)向，控制A段水(shui)力負荷(he)為0.81m/h、氣(qi)水(shui)比(bi)為3：1,研究了(le)相同(tong)水(shui)力負荷(he)下B段氣(qi)水(shui)比(bi)分(fen)別為3：1、2：1和1：1時,反應(ying)(ying)器(qi)的運行情況。試(shi)驗中(zhong)各項水(shui)質指標根(gen)據《水(shui)和廢水(shui)監測分(fen)析方法》[5](第四版(ban))中(zhong)提供的標準方法進(jin)行監測。如(ru)表2所示。

表2檢測指標與(yu)檢測方法

Tab.2 Testitems and methods

檢測指標(biao)	DO	NO3--N	NO2--N	NH3-N	COD	TN
檢測方法	儀器(qi)法	紫外分光(guang)光(guang)度(du)法	N-(1萘基)－乙二氨(an)光度法	鈉氏(shi)試劑光度法	重鉻酸鉀法(fa)	過(guo)硫酸鉀氧化分光(guang)光(guang)度法(fa)

試驗(yan)用水來(lai)自某污水廠進水端配水井(jing)，試驗(yan)期間(jian)原水質如表3所示。

表3 試驗期間原水(shui)水(shui)質

Tab.3Quality of raw water during the experiment period

項目	COD (mg/L)	TN(mg/L)	NH4+-N(mg/L)	NH4+-N(mg/L)	pH	水溫（℃）
最小值(zhi)	169.5	39.96	21.73	21.73	7.45	8
最(zui)大值	388.7	74.87	59.47	59.47	7.86	28
平(ping)均值	309.9	56.75	41.02	41.02	7.57	17.5

2.結(jie)果與討(tao)論

2.1溫度對UBAF脫(tuo)氮(dan)性能的影響

當濾速為0.8m/h，氣水比為2:1，且系統穩定(ding)運行時(shi)，不同溫度(du)下(xia)反應器(qi)對氨氮(dan)、總氮(dan)的(de)去除效(xiao)果情況如圖2所示。

圖(tu)2.水溫對UBAF脫(tuo)氮性能的影響(xiang)

Fig.2. Influence of temperature on UBAF denitrification

水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)是(shi)影(ying)(ying)響(xiang)微生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長和(he)生(sheng)(sheng)物代謝(xie)活性的(de)(de)(de)主(zhu)要因(yin)素。從圖2可知，當(dang)(dang)水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)小(xiao)于(yu)10℃時(shi)，UBAF對(dui)(dui)(dui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)(lv)分(fen)別(bie)為(wei)(wei)(wei)69.19%、 25.35%，出水(shui)(shui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)分(fen)別(bie)為(wei)(wei)(wei)11.8mg/L、40.32mg/L;水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)10~20℃時(shi)，UBAF對(dui)(dui)(dui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)(lv)分(fen)別(bie)為(wei)(wei)(wei)80.15%、33.68%，出水(shui)(shui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)分(fen)別(bie)為(wei)(wei)(wei)7.48mg/L、41.09mg/L;水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)大(da)(da)于(yu)20℃時(shi)，NH4+-N的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)(lv)明顯升(sheng)高，平(ping)(ping)均(jun)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)(wei)89.16%，對(dui)(dui)(dui)TN的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)(wei)38.75%，出水(shui)(shui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)分(fen)別(bie)為(wei)(wei)(wei)4.93mg/L、37.68mg/L。這說(shuo)明，水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)對(dui)(dui)(dui)UBAF去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)NH4+-N和(he)TN具有很大(da)(da)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)，水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)越(yue)(yue)高，UBAF硝化(hua)(hua)(hua)和(he)反硝化(hua)(hua)(hua)效(xiao)果越(yue)(yue)好(hao);反之(zhi)，則越(yue)(yue)差。而(er)且，在低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)條(tiao)件下，UBAF對(dui)(dui)(dui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)(lv)都比(bi)(bi)較低(di)(di)(di)(di)，水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)變(bian)化(hua)(hua)(hua)對(dui)(dui)(dui)脫(tuo)氮效(xiao)果影(ying)(ying)響(xiang)最(zui)大(da)(da);常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)時(shi)，NH4+-N和(he)TN的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)(lv)升(sheng)高，水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)變(bian)化(hua)(hua)(hua)對(dui)(dui)(dui)脫(tuo)氮效(xiao)果影(ying)(ying)響(xiang)較小(xiao);較高水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)時(shi)，NH4+-N和(he)TN的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)(lv)明顯升(sheng)高COD容積(ji)負(fu)荷，水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)變(bian)化(hua)(hua)(hua)對(dui)(dui)(dui)曝氣生(sheng)(sheng)物濾(lv)池(chi)脫(tuo)氮效(xiao)果影(ying)(ying)響(xiang)最(zui)小(xiao)。這是(shi)因(yin)為(wei)(wei)(wei)大(da)(da)多(duo)數(shu)硝化(hua)(hua)(hua)菌合適的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)長溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)是(shi)25℃～30℃之(zhi)間,當(dang)(dang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)低(di)(di)(di)(di)于(yu)25℃或者高于(yu)30℃硝化(hua)(hua)(hua)菌生(sheng)(sheng)長減慢，水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)低(di)(di)(di)(di)于(yu)15℃時(shi)，反硝化(hua)(hua)(hua)速(su)率(lv)(lv)(lv)(lv)明顯降(jiang)低(di)(di)(di)(di)。此(ci)外(wai)，硝化(hua)(hua)(hua)細菌的(de)(de)(de)繁(fan)殖速(su)度(du)(du)(du)要比(bi)(bi)異養菌低(di)(di)(di)(di)幾個(ge)數(shu)量級，在低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)條(tiao)件下繁(fan)殖速(su)度(du)(du)(du)更低(di)(di)(di)(di)，影(ying)(ying)響(xiang)硝化(hua)(hua)(hua)效(xiao)果，導致UBAF對(dui)(dui)(dui)NH4+-N的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)(lv)下降(jiang);反硝化(hua)(hua)(hua)菌的(de)(de)(de)增(zeng)殖速(su)率(lv)(lv)(lv)(lv)降(jiang)低(di)(di)(di)(di)，代謝(xie)速(su)率(lv)(lv)(lv)(lv)也降(jiang)低(di)(di)(di)(di)，相應的(de)(de)(de)TN去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)(lv)也下降(jiang)。

2.2水力負荷對UBAF脫氮性能的影(ying)響(xiang)

在(zai)氣水(shui)比為2:1，水(shui)溫(wen)為16℃～25℃，進(jin)水(shui)NH4+-N濃(nong)度28.56mg/L~57.29mg/L，TN濃(nong)度44.2mg/L~75.36mg/L時，水(shui)力負荷對UBAF去(qu)除TN的影響如(ru)圖3所示。

圖(tu)3.水力負荷對UBAF脫(tuo)氮性能的(de)影響

Fig.3Influence of hydraulic loading on UBAF denitrification

由(you)(you)圖3可知，當水力負(fu)荷(he)由(you)(you)0.8m/h增(zeng)加(jia)至1.2m/h時(shi)，UBAF對(dui)NH4+-N的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)(jun)去除率(lv)由(you)(you)87.48%降為84.94%，下(xia)降了2.54%，對(dui)TN的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)(jun)去除率(lv)由(you)(you)36.40%降為32.38%，下(xia)降了4.02%;水力負(fu)荷(he)由(you)(you)1.2m/h增(zeng)至1.8m/h時(shi)，UBAF對(dui)NH4+-N的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)(jun)去除率(lv)為78.70%，下(xia)降了6.24%，對(dui)TN的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)(jun)去除率(lv)為26.67%，下(xia)降了5.71%。可見(jian)，水力負(fu)荷(he)對(dui)UBAF的(de)(de)(de)脫氮(dan)性能影響較大(da)，隨(sui)著(zhu)水力負(fu)荷(he)加(jia)大(da)，UBAF對(dui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)(de)去除率(lv)逐(zhu)漸降低，而(er)且降幅越(yue)來越(yue)大(da)期(qi)刊網(wang)。分析(xi)認為，一方面是由(you)(you)于(yu)硝化(hua)(hua)(hua)細菌(jun)的(de)(de)(de)世代期(qi)較長，而(er)隨(sui)著(zhu)水力負(fu)荷(he)的(de)(de)(de)增(zeng)大(da)，生(sheng)物膜(mo)的(de)(de)(de)迅速更新，這樣不利(li)(li)于(yu)硝化(hua)(hua)(hua)細菌(jun)的(de)(de)(de)附著(zhu)和(he)增(zeng)殖，而(er)且形成(cheng)的(de)(de)(de)生(sheng)物膜(mo)厚度較薄，有利(li)(li)于(yu)氧傳(chuan)遞到生(sheng)物膜(mo)內部COD容(rong)積負(fu)荷(he)，破壞其內部的(de)(de)(de)厭氧環境，不利(li)(li)于(yu)反硝化(hua)(hua)(hua)反應的(de)(de)(de)進行;另一方面，水力負(fu)荷(he)增(zeng)加(jia)導致有機(ji)(ji)(ji)負(fu)荷(he)隨(sui)之也增(zeng)加(jia)，在較高的(de)(de)(de)有機(ji)(ji)(ji)物的(de)(de)(de)質量濃度下(xia)，降解有機(ji)(ji)(ji)質的(de)(de)(de)異養菌(jun)處于(yu)絕對(dui)優勢，抑制了自養性硝化(hua)(hua)(hua)細菌(jun)的(de)(de)(de)增(zeng)殖和(he)活(huo)性。

2.3有機負(fu)荷對UBAF脫氮(dan)性能的影響(xiang)

 當濾速為(wei)0.8m/h，氣水比(bi)為(wei)2:1，水溫為(wei)16℃～25℃，且系統穩定(ding)運(yun)行時(shi)，有機容積(ji)負荷對UBAF除(chu)NH4+-N效果的影(ying)響(xiang)如圖4所示。

圖4.有機負荷對UBAF脫氮性能(neng)的影響

Fig.4 Influence of organic volumetric loading on UBAF denitrification

由圖4知，有(you)機(ji)容積(ji)(ji)負(fu)荷在(zai)(zai)2.59~3.39kg/CODCr (m3·d)之間變化時，UBAF對(dui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)平均(jun)去除(chu)率(lv)為(wei)90.71%、33.95%，出(chu)(chu)水NH4+-N和(he)TN的(de)(de)濃度為(wei)3.68mg/L、37.72mg/L;當有(you)機(ji)容積(ji)(ji)負(fu)荷在(zai)(zai)3.47~4.68 kgCODCr/(m3濾(lv)料·d)之間變化時，UBAF對(dui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)平均(jun)去除(chu)率(lv)為(wei)86.97%、26.68%，出(chu)(chu)水NH4+-N和(he)TN的(de)(de)濃度分別為(wei)5.04mg/L、43.53mg/L;當有(you)機(ji)容積(ji)(ji)負(fu)荷在(zai)(zai)4.91~6.97kgCODCr/(m3濾(lv)料·d)之間變化時，UBAF對(dui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)平均(jun)去除(chu)率(lv)為(wei)82.07%、25.53%，出(chu)(chu)水NH4+-N和(he)TN的(de)(de)濃度分別為(wei)7.05mg/L、43.32mg/L。可見，隨著系統有(you)機(ji)容積(ji)(ji)負(fu)荷的(de)(de)增(zeng)加，UBAF 對(dui)NH4+-N和(he)TN的(de)(de)去除(chu)率(lv)逐漸(jian)下降。

可見，當(dang)有(you)(you)(you)機(ji)容積(ji)負(fu)荷(he)(he)升高(gao)時，有(you)(you)(you)機(ji)容積(ji)負(fu)荷(he)(he)對NH4+-N的(de)(de)(de)(de)去除有(you)(you)(you)明顯的(de)(de)(de)(de)抑制作用(yong)，此時異(yi)養(yang)(yang)菌(jun)(jun)(jun)降解(jie)有(you)(you)(you)機(ji)物的(de)(de)(de)(de)區(qu)間會沿濾(lv)料高(gao)度方向上(shang)移，異(yi)養(yang)(yang)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)生存(cun)空間亦隨之向上(shang)拓展，壓縮了硝(xiao)(xiao)化(hua)自(zi)(zi)養(yang)(yang)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)活動空間，而且(qie)，由于異(yi)養(yang)(yang)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)比生長速率要(yao)遠大(da)于硝(xiao)(xiao)化(hua)自(zi)(zi)養(yang)(yang)菌(jun)(jun)(jun)，在爭奪溶解(jie)氧和營養(yang)(yang)基質的(de)(de)(de)(de)競(jing)爭中，往往是(shi)異(yi)養(yang)(yang)菌(jun)(jun)(jun)優(you)先(xian)利用(yong)水中的(de)(de)(de)(de)氧，在有(you)(you)(you)機(ji)底(di)物較為豐富的(de)(de)(de)(de)條件下大(da)量繁殖，使硝(xiao)(xiao)化(hua)自(zi)(zi)養(yang)(yang)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)增殖受到限制。有(you)(you)(you)機(ji)容積(ji)負(fu)荷(he)(he)越高(gao)時，異(yi)養(yang)(yang)菌(jun)(jun)(jun)對硝(xiao)(xiao)化(hua)自(zi)(zi)養(yang)(yang)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)抑制就越強烈，從(cong)而使得UBAF硝(xiao)(xiao)化(hua)性能呈現較大(da)幅度的(de)(de)(de)(de)下降。隨著有(you)(you)(you)機(ji)容積(ji)負(fu)荷(he)(he)的(de)(de)(de)(de)增加COD容積(ji)負(fu)荷(he)(he)，系統的(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)性能下降，硝(xiao)(xiao)酸鹽氮濃度降低，可供反硝(xiao)(xiao)化(hua)菌(jun)(jun)(jun)用(yong)作電子受體的(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)酸鹽氮減少，反硝(xiao)(xiao)化(hua)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)生長受到抑制，使得系統的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)氮性能下降。

2.4氨氮容積對UBAF脫氮性能的(de)影響

當濾速(su)為(wei)0.8m/h，氣(qi)水比為(wei)2:1，水溫為(wei)16℃～25℃，且系(xi)統穩定運行時(shi)，NH4+-N容積(ji)負荷對UBAF除NH4+-N效果的影響如圖5所示(shi)。

圖5 氨氮容(rong)積(ji)負(fu)荷對UBAF脫(tuo)氮性能的(de)影響

Fig.5 Influence of ammonia nitrogen volumetric loading on UBAF denitrification

由圖5知，當NH4+-N容(rong)積(ji)負荷在(zai)(zai)0.37~0.45kgNH4+-N/(m3濾(lv)料·d)之間變(bian)(bian)化(hua)時，UBAF對(dui)NH4+-N和(he)(he)TN的平(ping)均(jun)(jun)(jun)去(qu)除率(lv)分別(bie)為(wei)(wei)85.26%、36.76%，出(chu)水(shui)NH4+-N和(he)(he)TN的平(ping)均(jun)(jun)(jun)濃度為(wei)(wei)4.82mg/L、31.97mg/L;當NH4+-N容(rong)積(ji)負荷在(zai)(zai)0.46~0.52kgNH4+-N/(m3濾(lv)料·d)之間變(bian)(bian)化(hua)時，UBAF對(dui)NH4+-N和(he)(he)TN的平(ping)均(jun)(jun)(jun)去(qu)除率(lv)分別(bie)為(wei)(wei)82.52%、31.03%，出(chu)水(shui)NH4+-N和(he)(he)TN的平(ping)均(jun)(jun)(jun)濃度為(wei)(wei)6.88mg/L、41.05mg/L;當NH4+-N容(rong)積(ji)負荷在(zai)(zai)0.53~0.58kg NH4+-N/(m3濾(lv)料·d)之間變(bian)(bian)化(hua)時，UBAF對(dui)NH4+-N和(he)(he)TN的平(ping)均(jun)(jun)(jun)去(qu)除率(lv)分別(bie)為(wei)(wei)80.13%、26.44%，出(chu)水(shui)NH4+-N和(he)(he)TN的平(ping)均(jun)(jun)(jun)濃度為(wei)(wei)9.17mg/L、47.62mg/L。

由(you)此可見， UBAF對(dui)NH4+-N的(de)(de)(de)(de)去除(chu)率(lv)隨(sui)進水(shui)NH4+-N容積負(fu)荷的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加而(er)降(jiang)低(di)。這是因為，硝化(hua)(hua)(hua)細菌(jun)屬于化(hua)(hua)(hua)能自養(yang)菌(jun)，比增(zeng)(zeng)長速(su)率(lv)小、世代周期(qi)長、對(dui)環(huan)境(jing)條件變化(hua)(hua)(hua)較(jiao)(jiao)為敏感(gan)。當(dang)NH4+-N容積負(fu)荷較(jiao)(jiao)高時，高NH4+-N濃度會抑制硝化(hua)(hua)(hua)自養(yang)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)長，影響UBAF的(de)(de)(de)(de)硝化(hua)(hua)(hua)性能。硝化(hua)(hua)(hua)性能的(de)(de)(de)(de)下降(jiang)，使可供反(fan)(fan)硝化(hua)(hua)(hua)菌(jun)用作(zuo)電子(zi)受體的(de)(de)(de)(de)硝酸鹽氮(dan)減少，反(fan)(fan)硝化(hua)(hua)(hua)菌(jun)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)長受到(dao)抑制，TN的(de)(de)(de)(de)去除(chu)率(lv)逐漸(jian)的(de)(de)(de)(de)下降(jiang)，可見，NH4+-N容積負(fu)荷的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加會對(dui)UBAF系統的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)氮(dan)效果產生(sheng)較(jiao)(jiao)為不利的(de)(de)(de)(de)影響。

2.5氣(qi)水(shui)比對UBAF脫氮性能的影響

在濾速(su)為0.8m/h，水(shui)溫為16℃～25℃，當進水(shui)NH4+-N濃度(du)在27.89mg/L~41.36mg/L時，不同氣水(shui)比(bi)對UBAF去除NH4+-N和TN的影響如圖6所示。

圖6.氣(qi)水比對(dui)UBAF脫(tuo)氮性能的影響

Fig. 6 Influence of air/water ratio on UBAF denitrification

由圖(tu)6可知(zhi)，當氣水比(bi)為(wei)(wei)1:1時(shi)(shi)，出水中(zhong)的(de)(de)DO濃度為(wei)(wei)0.77mg/L~1.35mg/L，UBAF對(dui)NH4+-N的(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)去(qu)(qu)除率(lv)(lv)為(wei)(wei)79.34%COD容積負荷，TN的(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)去(qu)(qu)除率(lv)(lv)為(wei)(wei)29.77%;氣水比(bi)增(zeng)加至2:1時(shi)(shi)，出水中(zhong)的(de)(de)DO濃度為(wei)(wei)1.76mg/L~2.65mg/L，UBAF對(dui)NH4+-N的(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)去(qu)(qu)除率(lv)(lv)為(wei)(wei)86.83%，上升了7.49%，上升幅度較(jiao)大，對(dui)TN的(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)去(qu)(qu)除率(lv)(lv)為(wei)(wei)35.44%，上升了5.67%;氣水比(bi)增(zeng)至3:1時(shi)(shi)，出水中(zhong)的(de)(de)DO濃度為(wei)(wei)2.32mg/L~3.35mg/L，UBAF對(dui)NH4+-N的(de)(de)平(ping)(ping)均(jun)去(qu)(qu)除率(lv)(lv)在(zai)87.98%，增(zeng)加了1.16%，對(dui)TN平(ping)(ping)均(jun)去(qu)(qu)除率(lv)(lv)為(wei)(wei)33.89%，下降了1.55%。

可見(jian)，隨著氣(qi)(qi)(qi)水(shui)比的(de)(de)增加，UBAF對NH4+-N的(de)(de)去除率呈上升的(de)(de)趨(qu)勢。這是因為(wei)水(shui)中溶(rong)解氧(yang)充足有利于氨氮的(de)(de)氧(yang)化(hua)。氣(qi)(qi)(qi)水(shui)比是控制DO濃(nong)度(du)的(de)(de)主要操作條件，DO濃(nong)度(du)隨氣(qi)(qi)(qi)水(shui)比增大(da)(da)而(er)增大(da)(da)期刊網。根據(ju)雙(shuang)膜(mo)理論，氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)傳(chuan)遞(di)速(su)率的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)由(you)氣(qi)(qi)(qi)液兩相(xiang)停滯膜(mo)的(de)(de)阻力決定(ding)，氣(qi)(qi)(qi)水(shui)比越大(da)(da)，膜(mo)間傳(chuan)質(zhi)阻力越小(xiao)，生(sheng)物(wu)膜(mo)內(nei)溶(rong)解氧(yang)濃(nong)度(du)也越高(gao)(gao)，相(xiang)應地(di)提高(gao)(gao)了好(hao)氧(yang)微生(sheng)物(wu)的(de)(de)活性(xing)和生(sheng)物(wu)降解速(su)率。但當氣(qi)(qi)(qi)水(shui)比較(jiao)大(da)(da)時(shi)，溶(rong)解氧(yang)穿(chuan)過(guo)生(sheng)物(wu)膜(mo)較(jiao)深，生(sheng)物(wu)膜(mo)的(de)(de)兼氧(yang)及厭(yan)氧(yang)層薄，內(nei)部難(nan)以形成缺氧(yang)區(qu)，大(da)(da)量的(de)(de)氨氮被轉化(hua)為(wei)硝(xiao)酸鹽氮和亞硝(xiao)酸鹽氮，因此反硝(xiao)化(hua)效果較(jiao)差，TN的(de)(de)去除率比較(jiao)低，出水(shui)TN濃(nong)度(du)較(jiao)高(gao)(gao);而(er)相(xiang)對氣(qi)(qi)(qi)水(shui)比較(jiao)小(xiao)時(shi)，生(sheng)物(wu)膜(mo)內(nei)的(de)(de)厭(yan)氧(yang)層加厚，反硝(xiao)化(hua)效果變(bian)好(hao);但當氣(qi)(qi)(qi)水(shui)比為(wei)1:1時(shi)，因硝(xiao)化(hua)作用(yong)進(jin)行的(de)(de)不徹(che)底(di)致使TN去除效果又變(bian)差[6]。

3.結(jie)論和建議

①水溫(wen)對(dui)UBAF脫氮(dan)效(xiao)果影響較大。當水溫(wen)小于10℃時，UBAF對(dui)NH4+-N和TN的平(ping)均去除率(lv)分別(bie)為69.19%、 25.35%;水溫(wen)10~20℃時，UBAF對(dui)NH4+-N和TN的平(ping)均去除率(lv)為80.15%、33.68%;在水溫(wen)大于20℃時COD容積負(fu)荷(he)，NH4+-N和TN的平(ping)均去除率(lv)分別(bie)為89.16%，38.75%。水溫(wen)越(yue)(yue)高(gao)，UBAF脫氮(dan)效(xiao)果越(yue)(yue)好(hao)。

②在水(shui)(shui)溫為(wei)16℃～25℃，氣水(shui)(shui)比為(wei)2:1時，當水(shui)(shui)力(li)負(fu)荷(he)(he)(he)由0.8m/h增加(jia)至(zhi)1.2m/h時，UBAF對(dui)NH4+-N的(de)(de)平(ping)(ping)(ping)均去除(chu)率下(xia)降(jiang)了(le)2.54%，對(dui)TN的(de)(de)平(ping)(ping)(ping)均去除(chu)率下(xia)降(jiang)了(le)4.02%;水(shui)(shui)力(li)負(fu)荷(he)(he)(he)由1.2m/h增至(zhi)1.8m/h時，UBAF對(dui)NH4+-N的(de)(de)平(ping)(ping)(ping)均去除(chu)率下(xia)降(jiang)了(le)6.24%，對(dui)TN的(de)(de)平(ping)(ping)(ping)均去除(chu)率下(xia)降(jiang)了(le)5.71%。隨著(zhu)水(shui)(shui)力(li)負(fu)荷(he)(he)(he)的(de)(de)升高，UBAF脫氮效果(guo)呈(cheng)下(xia)降(jiang)趨(qu)勢。

③氣水比(bi)(bi)(bi)對脫氮效果影響(xiang)較大，在(zai)水力負荷為(wei)(wei)(wei)0.8m/h，水溫為(wei)(wei)(wei)16℃～25℃，氣水比(bi)(bi)(bi)為(wei)(wei)(wei)1:1時，UBAF對NH4+-N和(he)TN的(de)平(ping)均去(qu)(qu)除率為(wei)(wei)(wei)79.34%、29.77%;氣水比(bi)(bi)(bi)增加至2:1時，UBAF對NH4+-N和(he)TN的(de)平(ping)均去(qu)(qu)除率為(wei)(wei)(wei)86.83%、35.44%;氣水比(bi)(bi)(bi)增至3:1時，UBAF對NH4+-N和(he)TN的(de)平(ping)均去(qu)(qu)除率為(wei)(wei)(wei)87.98%、33.89%。

④兩段UBAF，對TN去除率效果不佳(jia)，為了(le)增加對TN的去除效果，達(da)到(dao)《城鎮污水處(chu)理廠污染物排放標(biao)(biao)準》(GB18918-2002)中的一級標(biao)(biao)準，筆者建議增加缺氧濾池進(jin)行反(fan)硝化，以達(da)到(dao)最佳(jia)的脫氮效果。

參考文獻：

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[5]國家環保(bao)總(zong)局,《水和廢(fei)水監(jian)(jian)測分析方(fang)法》編(bian)委會.水和廢(fei)水分析監(jian)(jian)測方(fang)法(第四版(ban))[M].北京:中國環境科學出(chu)版(ban)社(she)，2002.

[6]王春榮,王寶(bao)貞,王琳.曝氣生(sheng)物濾池(chi)內的(de)自養反硝(xiao)化作用[J].中國環境(jing)科(ke)學,2004,24(6):746-749

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