曝氣生物濾池(biological aerated filter,BAF)是一種運(yùn)行穩(wěn)定、 占地面積小、 水力停留時(shí)間短，對(duì)于深度處理十分有效的污水處理工藝，對(duì)于低濃度難降解污水有進(jìn)一步的去除效果[2,3,4,5,6]. 筆者前期試驗(yàn)采用活性炭以及陶粒處理該廠(chǎng)二級(jí)生物處理廢水，其中陶粒運(yùn)行效果不佳，而活性炭應(yīng)用于處理十分有效，但是活性炭?jī)r(jià)格昂貴、 再生困難[7]. 希望能夠用價(jià)格低廉、 輕型的懸浮填料替代活性炭. 本研究在相同的條件下使用大小和材質(zhì)有差異的活性炭和懸浮填料兩種生物填料BAF對(duì)印染廢水進(jìn)行深度處理，對(duì)比考察了BAF在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)沿程的污染物濃度變化規(guī)律，探討懸浮填料替代活性炭的可行性，以期為降低濾池成本、 優(yōu)化濾池結(jié)構(gòu)提供數(shù)據(jù)支持.
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)用水
某污水處理廠(chǎng)主要處理數(shù)十家以印染企業(yè)為主的生產(chǎn)廢水. 本研究以污水廠(chǎng)二級(jí)生物處理經(jīng)過(guò)石英砂濾池過(guò)濾后的出水作為原水，其COD、 色度、 TN和氨氮分別為46.3~65.8 mg ·L-1、 54~80倍、 3.6~10.1 mg ·L-1和0.3~0.7 mg ·L-1. 該污水廠(chǎng)水質(zhì)主要問(wèn)題是COD和色度不能達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，即COD小于50 mg ·L-1，色度小于30倍.
1.2 試驗(yàn)裝置與方法
兩套曝氣生物濾池試驗(yàn)裝置如圖 1所示，該污水處理廠(chǎng)生化處理采用CASS工藝，CASS出水經(jīng)潛水泵打入前端石英砂濾池，去除懸浮物質(zhì)以方便準(zhǔn)確進(jìn)行沿程試驗(yàn)研究，同時(shí)減少后續(xù)BAF處理負(fù)荷和減緩反沖洗頻率. 再經(jīng)抽濾泵抽吸，均以15 t ·d-1的流量并聯(lián)流入活性炭BAF和懸浮填料BAF，水力停留時(shí)間分別為1 h和2 h，溶解氧均控制在4 mg ·L-1左右. ***后經(jīng)過(guò)兩套BAF處理排出. 濾池反沖洗采用“氣沖 (氣沖+水沖) 水漂洗”的方式. 先氣沖10 min，再氣水聯(lián)合沖洗10 min，***后水漂洗5 min的方式. 中試裝置從10月下旬至次年1月中旬連續(xù)通水運(yùn)行80 d. 運(yùn)行前30 d視為掛膜啟動(dòng)階段. 第31 d開(kāi)始連續(xù)監(jiān)測(cè)出水水質(zhì)，評(píng)估BAF沿高程的凈化效果，沿程試驗(yàn)期間水溫為15~20℃.
圖 1 試驗(yàn)裝置
兩個(gè)BAF尺寸為700 mm×H5350 mm，卵石承托層高300 mm，填料填裝厚度為2100 mm，水位高度為2700 mm. BAF沿程各設(shè)9個(gè)取樣口，每個(gè)取樣口相隔300 mm，水流上進(jìn)下出. 其中活性炭BAF濾料處于600~2700 mm; 懸浮填料BAF由于曝氣時(shí)呈完全流化狀態(tài)，濾料布滿(mǎn)整個(gè)濾池. 1.3 填料選擇
BAF所采用的煤質(zhì)活性炭和中空改性塑料懸浮填料如圖 2所示. 其主要性能參數(shù): 煤質(zhì)活性炭尺寸0.5 mm，孔隙率50%~55%，堆積密度350 kg ·m-3，比表面積為960 m2 ·g-1; 中空改性塑料懸浮填料尺寸20 mm，孔隙率97%，堆積密度71 kg ·m-3，比表面積為140 m2 ·m-3. 對(duì)于采用大小和材質(zhì)有差異的填料，主要控制相同的填充率來(lái)運(yùn)行[8,9]. 本試驗(yàn)對(duì)兩個(gè)BAF采用相同的填充厚度，即2100 mm填料. 所采用活性炭屬于微觀比表面填料[10]，懸浮填料屬于表觀比表面填料[11]，雖然它們的比表面積相差較大，但是后者表面組成幾乎是有效的，利于微生物生長(zhǎng)[12]. 且所選用的懸浮填料尺寸適中，改性塑料材質(zhì)填料去污能力強(qiáng)、 表面親水性強(qiáng)、 投資運(yùn)行成本低。
