鄭彭生， 楊建超， 裴 菲， 高 杰

(煤科集團(tuán)杭州環(huán)保研究院有限公司， 杭州 311201)

0 引 言

1 實 驗

1.1 裝置

圖1 固定床生物膜反應(yīng)器示意Fig. 1 Schematic of fixed-bed biofilm reactor

1.2 實驗方法

實驗過程分為反應(yīng)器啟動、穩(wěn)定運(yùn)行和參數(shù)分析3個階段。啟動階段，接種鄒城某煤礦污水處理廠缺氧池活性污泥(MLSS 3 862 mg/L、MLVSS 2 827 mg/L、SVI 91 mL/g)，按80 mg/L COD當(dāng)量投加乙酸鈉，以0.2 m3/h初始流量持續(xù)進(jìn)水，待載體掛膜后，根據(jù)反應(yīng)器實際處理效果逐級提高進(jìn)水流量至0.5 m3/h，結(jié)合處理效果與掃描電鏡(日立SU8010)分析反應(yīng)器啟動階段是否完成。穩(wěn)定運(yùn)行階段，進(jìn)水流量0.5 m3/h，水力停留時間t為1.4 h，按80 mg/L COD當(dāng)量投加乙酸鈉，以實測值分析反應(yīng)器對主要污染物的去除效果。影響固定床生物膜反應(yīng)器運(yùn)行效果的因素眾多，考慮到后置反硝化單元的進(jìn)水水質(zhì)特征和處理要求，參數(shù)分析階段主要考察t、碳氮質(zhì)量濃度比α、載體區(qū)高度h等關(guān)鍵參數(shù)對處理效果的影響，t和α的每一個因素水平維持3 d，對污染物指標(biāo)取均值進(jìn)行統(tǒng)計。

2 結(jié)果分析

2.1 關(guān)鍵污染物的去除

表1 污染物去除效果Table 1 Removal effects on pollutants

載體掛膜后，附著的生物膜呈灰褐色且粘性較好，掃描電鏡如圖2所示。在掛膜初期和穩(wěn)定運(yùn)行期，載體孔道均附著大量桿菌、球菌和絲狀菌，菌落種類較為豐富，桿菌為優(yōu)勢菌。相比掛膜初期，穩(wěn)定運(yùn)行期生物量更高，桿菌所占比例更高，胞外聚合物更多。反硝化細(xì)菌以球菌和桿菌為主，群落特征與已有反硝化深度脫氮研究結(jié)果較為接近[16]，COD與TN的去除主要通過反硝化作用實現(xiàn)。

圖2 生物膜掃描電鏡Fig. 2 Scanning electron microscope picture of biomembrane

2.2 水力停留時間的影響

在連續(xù)進(jìn)水、按80 mg/L COD當(dāng)量投加乙酸鈉的條件下，調(diào)整進(jìn)水流量(Q為0.4～1.0 m3/h)，改變水力停留時間，其對處理效果的影響如圖3所示。

圖3 水力停留時間對處理效果的影響Fig. 3 Effects of hydraulic retention time on treatment efficiency

2.3 碳氮質(zhì)量濃度比的影響

圖4 碳氮質(zhì)量濃度比對處理效果的影響Fig. 4 Effects of carbon-nitrogen mass concentration ratio on treatment efficiency

2.4 載體區(qū)高度的影響

圖5 載體區(qū)高度對處理效果的影響Fig. 5 Effects of carrier area height on treatment efficiency

3 結(jié) 論

(3)單因素實驗結(jié)果表明，固定床生物膜反應(yīng)器的最佳參數(shù)為t=1.17 h、α=4、h=1.2 m。