腐殖質(zhì)濾池(Humus Filter，HF)是利用垃圾填埋場中篩選出的腐殖垃圾作為填料，構(gòu)筑形式與生物濾池類似的一種新型惰性填料生物反應(yīng)器。HF工藝由于其*的污水凈化效率和廢物資源化的理念，現(xiàn)已被廣泛推廣，主要應(yīng)用領(lǐng)域：生活污水和家禽廠污水的處理。但是HF工藝和其他滴濾池一樣有堵塞和污染物負(fù)荷較低的缺陷【1-2】。循環(huán)腐殖質(zhì)濾池(Circulating Humus Filter， CHF)：通過腐殖填料循環(huán)提高處理效能，解決填料堵塞問題的腐殖填料濾池技術(shù)。立足CHF工藝特點(diǎn)硝化，通過采用草炭為填料調(diào)節(jié)工藝運(yùn)行參數(shù)和方式分析了其處理高濃度氨氮廢水的效果，為CHF工藝應(yīng)用于高濃度氨氮廢水提供了依據(jù)。

濰坊MBR污水處理設(shè)備一體化廠家

1、實(shí)驗(yàn)材料、裝置與方法

實(shí)驗(yàn)選用草炭為填料范文。草炭具有較高的氨氮吸附量【3】和較高的陽離子交換量CEC約為126.4cmol/kg，輕質(zhì)纖維狀具有良好的透氣功能且水力負(fù)荷較一般滴濾池高【4】。高氨氮污水選用生活污水、葡萄糖和氯化銨配制。

圖1 草炭處理高濃度氨氮廢水裝置圖

濰坊MBR污水處理設(shè)備一體化廠家

實(shí)驗(yàn)裝置見圖一。填料柱為3個DN100高1m的PVC管。草炭裝填高度90cm，柱底裝填5cm的碎石承托層;實(shí)驗(yàn)時將3根填料柱交替串聯(lián)使用其中兩根，另一根閑置，閑置周期為3天。采用蠕動泵間歇自上而下進(jìn)水濕干比為40min：140min，水力負(fù)荷0.5m/d，進(jìn)水適當(dāng)曝氣控制進(jìn)水溶解氧大于2ppm。研究內(nèi)容包括草炭的物化性質(zhì)和工藝不同污染物負(fù)荷處理效果及其穩(wěn)定性。主要水質(zhì)分析項(xiàng)目COD、氨氮、總氮，分別采用重鉻酸鉀法、水楊酸-次氯酸鹽分光光度法、堿性過硫酸鉀消解-紫外分光光度法。

2、結(jié)果與討論

2.1草炭吸附特性研究

2.1.1 pH對其吸附性能影響

配置50mg/l的NH4+溶液，分別取4份75ml該溶液于4個100ml錐形瓶中，并且用稀NaOH溶液調(diào)節(jié)PH至6、7、8、9，各加入2.00mg經(jīng)65℃干燥的草炭。置于搖床中調(diào)節(jié)溫度25℃，轉(zhuǎn)速120r/min，時間為24h。待吸附平衡后測定吸附后溶液的NH4+濃度。

圖2 pH對草炭吸附氨氮的影響

實(shí)驗(yàn)表明：在一定范圍內(nèi)硝化，隨著溶液pH增大草炭對于氨氮的吸附呈增大趨勢，同時偏堿性環(huán)境有利于硝化細(xì)菌的增值促進(jìn)硝化反應(yīng)的順利進(jìn)行。

2.1.2靜態(tài)吸附等溫線實(shí)驗(yàn)

分別稱取5份草炭(2.00mg)分別置于100的錐形瓶中，加入濃度分別為10、25、50、100、200mg/l NH4+溶液，控制溫度為25℃，在恒溫振蕩器中以120r/min的轉(zhuǎn)速震蕩24h，使吸附達(dá)到平衡。測定平衡后吸收液中的NH4+濃度。

圖3 草炭靜態(tài)吸附動力學(xué)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)表明：隨著氨氮濃度的增大，草炭的吸附量逐漸增大，且在低于100mg/L時草炭吸附量增加明顯，高于100mg/L時吸附量基本維持在0.6mg/g，這表明草炭能更高效的吸附氨氮濃度較高的廢水。

2.1.3靜態(tài)吸附動力學(xué)實(shí)驗(yàn)

將2.00g草炭加入到初始濃度為50mg/L的NH4+溶液中，控制溫度為25℃，振蕩器以120r/min不停震蕩。每隔一段時間(5min、7min、10min、20min、25min、0.5h、40min、1h、2h……)取樣分析其濃度變化，吸附平衡為止，作出吸附時間與吸附量的關(guān)系曲線。

圖4 草炭吸附氨氮平衡實(shí)驗(yàn)

圖4表明草炭具有高效的氨氮吸附能力硝化，僅30min左右草炭對50mg/L的NH4+溶液吸附達(dá)到平衡，平衡時間短。

綜上所述，草炭*的吸附特性能夠在較短時間內(nèi)吸附大量氨氮，這有利于提高工藝進(jìn)水力負(fù)荷、緩解填料層高度和工藝堵塞。

2.2 CHF工藝處理效果分析

圖5 草炭為填料的CHF工藝COD處理效果

該工藝對污染物的去除主要是由填料的吸附和微生物降解共同作用完成。系統(tǒng)運(yùn)行的初期內(nèi)部的微生物環(huán)境尚不成熟，廢水中的COD、氨氮、總氮主要是依靠草炭的高效吸附去除;如圖5所示，由于草炭高效吸附性能和陽離子交換量使進(jìn)水初期氨氮基本被*去除，出水氨氮濃度低于10mg/L;隨著吸附量逐漸達(dá)到飽和出水中各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)短期內(nèi)稍有回升;zui終經(jīng)過約2周的馴化系統(tǒng)內(nèi)部生物環(huán)境達(dá)到穩(wěn)定，馴化周期明顯短于一般的生物濾池處理工藝，當(dāng)進(jìn)水COD濃度為150-240mg/L時，COD的去除效率穩(wěn)定在80%-85%之間，出水濃度約35-45mg/L;當(dāng)進(jìn)水COD提升至300mg/L時系統(tǒng)的COD去除效率基本不變，出水顏色呈淺黃色。

圖6 草炭為填料的CHF工藝氨氮處理效果

草炭具有良好的透氣性能【5】，當(dāng)進(jìn)水DO約為2ppm其出水上升至5-6ppm，為硝化細(xì)菌的增值提供了充足的氧氣;數(shù)據(jù)表明填料柱內(nèi)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高效的硝化反應(yīng)。如圖6所示硝化，當(dāng)進(jìn)水氨氮負(fù)荷分別為150、200、300mg/L時，出水氨氮濃度均穩(wěn)定在2mg/L以下，去除率接近*。同時工藝采用間歇式進(jìn)水為系統(tǒng)內(nèi)部微生物自身代謝創(chuàng)造了條件，有效的防止了由于微生物過度繁殖造成填料柱堵塞，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后滲透系數(shù)未發(fā)生明顯變化格式范文。

圖7 草炭為填料的CHF工藝總氮處理效果

由于進(jìn)水中溶解氧過高和碳源不足的限制導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部反硝化細(xì)菌增殖受到制約，系統(tǒng)反硝化不充分導(dǎo)致總氮去除率較低，系統(tǒng)在第14天到第22天時控制進(jìn)水總氮為200mg/L-230mg/L去除率約為15-20%;第23天時提升總氮至400mg/L左右時總氮去除率為50-55%，這是由于添加了碳源，進(jìn)水取消曝氣并將COD提升至300mg/L，系統(tǒng)反硝化得到強(qiáng)化。

3、結(jié)論

(1)草炭*的物化性質(zhì)適合作為CHF工藝處理高濃度氨氮廢水填料。主要表現(xiàn)為：較高氨氮吸附量約0.56mg/g，吸附平衡時間短約30min，pH在6-9范圍內(nèi)吸附量歲堿性增大而增大，而此范圍內(nèi)適合硝化細(xì)菌增殖。

(2)該工藝適合處理生化性較好的高濃度氨氮廢水。進(jìn)水pH控制在8-9之間(過高會影響草炭的穩(wěn)定性,導(dǎo)致出水色度增加)，當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷為0.5m/d、溫度為20℃硝化，進(jìn)水COD、氨氮、TN濃度分別為150-180mg/L、150-160mg/L、190-220mg/L時，采用間歇式進(jìn)水(濕干比40min：140min)其出水較為清澈穩(wěn)定后COD、氨氮、TN去除率分別為：85%-90%、約*、15%-20%;當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度提升至300mg/L，COD濃度提升至200-250mg/L時，COD、氨氮、TN去除率分別為：80%-85%、約*、45%-50%，填料柱去除效果較穩(wěn)定;出水顏色有淺黃色。

(3)該工藝抗堵塞且具備高效的硝化功能，但總氮的去除效果不明顯。研究表明，可通過出液回流，溶解氧以及添加碳源提升總氮的去除效率;也可以添加后續(xù)厭氧單元提升反硝化效果。