1試驗簡介

1.1 試驗水質

試驗用水為北京市通惠河通州段有代表性的河水，水質狀況如表1。

表1 通惠河通州段河水水質

對水質進行分析可知，BOD5/CODCr=5/85=0.059，遠小于0.25～0.3，這說明通惠河水的可生化性能很差，分析其主要原因為河水通過自凈作用，將可生化部分的有機物基本降解，剩余的有機物難生化降解，體現在CODCr的濃度較高，同時BOD5∶TN∶TP=5∶25∶2.25，與好氧微生物所需的營養比值BOD5∶TN∶TP=100∶5∶1相比，明顯所需碳源太低，不利于好氧微生物的生存。

1.2試驗裝置與方法

試驗裝置如圖1。主要包括厭氧生物濾池1座，設計規格為1.4m×0.5m×0.8m，有效容積為0.56m3，材質為不銹鋼；濾料采用特制的樹脂制成，親水性強，固膜效果好，體積為0.4m3；生物接觸氧化池0.75m×0.45m×1.8m，材質為不銹鋼+鋼化玻璃，設計水深1.5m，總容積0.5m3。曝氣系統1套，出氣壓力大于0.015MPa，出氣量為（6~8）L/min，排氣口直徑為3mm。

圖1 厭氧生物濾池+生物接觸氧化組合工藝處理裝置示意圖

2 結果與討論

2.1 水力停留時間對厭氧生物濾池出水各指標去除率的影響

厭氧生物降解過程可將大分子不溶性復雜且難降解的有機物在細胞外酶的作用下，水解成小分子溶解性高級脂肪酸供微生物利用。水力停留時間是影響厭氧生物濾池工藝處理效果的一個非常重要的參數，HRT過長，微生物釋磷過量及水中C源不足，影響微生物的正常生長及好氧過程中的聚磷過程。不同水力停留時間對出水各指標的影響結果如圖2和圖3。

由圖2可以看出，在厭氧過程中隨著水力停留時間的延長，出水中各污染指標的變化不明顯，但由圖3可以發現，BOD5/CODCr比值隨著水力停留時間的延長總體上升趨勢，在HRT=15h時BOD5/CODCr=0.26，可生化性大大提高，比較有利于后續的生物接觸氧化處理。

圖2 水力停留時間對各指標去除率的影響

圖3 水力停留時間對出水BOD5/CODCr比值的影響

2.2 生物接觸氧化中氣水比對出水各指標去除的影響

氣水比是影響生物接觸氧化工藝處理效果的一個非常重要的參數，不同氣水比條件下對各指標去除的影響結果如圖4。

圖4氣水比對出水中各指標去除率的影響

由圖4可知，隨著氣水比的增加，地表水中氨氮、CODCr的出水濃度總體呈下降趨勢，總磷和總氮的出水濃度則先下降后上升，這主要是在脫氮和除磷過程中需要有缺氧和厭氧過程段，氣水比太大和太小都不利于這兩過程，綜合考慮各指標的去除效果和曝氣時的能耗，可以確定最佳氣水比為10，出水氨氮濃度為0.56mg/L，去除率達93.8%；出水總氮濃度為5.8mg/L，去除率為76.8%；出水總磷濃度為1.32mg/L，去除率為41.3%；出水CODCr濃度為42mg/L，去除率為50.6%。出水水質除總磷濃度沒有達到0.4mg/L，其余指標基本達到研究要求。

2.3 生物接觸氧化中水力停留時間對各指標去除的影響

地表微污染水在生物接觸氧化池內水力停留時間的長短是影響處理后出水水質的另一關鍵因素，在前述試驗結果的基礎上，確定氣水比為10，根據通常生化過程所需時間選定水力停留時間為（2～10）h進行試驗，結果如圖5。

圖5水力停留時間對出水中各指標去除率的影響

由圖5可以得出，隨著水力停留時間的延長，地表微污水中的各指標去除效果都基本呈上升趨勢，考慮水力停留時間越長所需處理設備容積越大，確定最佳水力停留時間為4h，出水氨氮濃度為0.275mg/L，去除率高達96.8%；出水總氮濃度為11.2mg/L，去除率為60.3%；出水總磷濃度為0.64mg/L，去除率為76.3%；出水CODCr濃度為35mg/L，去除率為60.2%。出水中除總磷濃度高于0.4mg/L，其他指標都滿足研究目標。

2.4 組合工藝中厭氧生物濾池回流比對處理后出水中各污染指標的影響

為了使處理后出水中的總氮和總磷的濃度能夠完全達到課題研究目標要求，在厭氧生物濾池+生物接觸氧化組合工藝中采用生物接觸氧化池出水部分回流至厭氧生物濾池的運行方式。回流比是影響處理后出水效果的另一個非常重要的因素，試驗采用0%、20%、50%、100%、150%、200%的回流比進行研究，試驗結果如圖6。

圖6回流比對出水中各指標去除率的影響

由圖6可以得出，隨著厭氧生物濾池中回流比的增加，地表微污染水中的各指標去除效果基本呈上升趨勢，考慮回流比越大所需處理設備容積越大且能耗越高，確定最佳回流比為100%，出水氨氮濃度為0.34mg/L；出水總氮濃度為3.2mg/L；出水總磷濃度為0.38mg/L；出水CODCr濃度為34mg/L，出水各項指標完全滿足研究目標。

3 結果與討論

針對目前國內外對地表微污染水處理研究現狀進行分析，在此基礎上，針對存在問題，結合北京市科學技術委員會重大項目等相關課題研究要求，提出了厭氧生物濾池+生物接觸氧化組合處理工藝，在最佳的試驗參數厭氧生物濾池HRT=15h，氣水比10，生物接觸氧化水力停留時間4h，回流比100%運行條件下，出水各指標中氨氮濃度為0.34mg/L，總氮濃度為3.2mg/L，總磷濃度為0.38mg/L，CODCr濃度為34mg/L，完全滿足景觀用水要求和研究目標。本試驗的研究將為北運河全流域乃至全市水環境保護和水生態建設提供強有力的技術支撐，對北方地區類似流域的生態水環境恢復具有重要的借鑒與示范作用，對于緩解北京市水資源緊張形勢、提高水資源利用效率以及提升流域生態水環境質量都具有巨大的促進作用。(谷騰水網)

參考文獻

［1］馬傳軍,費慶志,許芝.厭氧生物濾池-好氧生物炭濾池聯合處理生活污水［J］.環境化學，2007,26(1):70-72.

［2］張克峰,李宇海,魯文杰.串聯厭氧生物濾池處理城市污水的試驗研究［J］.水科學與工程技術，2009.(1):26-28.