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(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.結果表明,不同水力負荷下,系統對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脫氮性能明顯優于MSL-2,而兩者除磷效果區別較小.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(MSL)是由滲濾層(PL)及土壤模塊層(SML)以磚塊交錯結構壘砌而成的具備強化脫氮除磷功能的新型土地處理系統.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的農業廢棄物以及新型的可生物降解聚合物(BDPs),國內外對MSL碳源的研究主要集中在當地農業廢棄物資源上,如鋸木屑、稻稈、洋麻與玉米穗等,而有關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,實現兩段式功能分區,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.

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