1. 前言

　　為解決生活污水回用作為循環(huán)冷卻水時氨氮超標的問題，開發(fā)了一種新型的污水處理設備-沸石床曝氣生物濾池。它將天然沸石優(yōu)良的選擇性離子交換性能與曝氣生物濾池的硝化功能結合起來，同時實現(xiàn)了過濾吸附、離子交換、生物氧化、生物再生等功能，具有掛膜時間短，出水水質好的特點，水質滿足電廠循環(huán)冷卻水要求。

        2. 研究方法

　?。?） 靜態(tài)試驗：密度參照《水處理用石英砂濾料》（CJ/T43-1999），最小流化速度按照T.D.Kent等人提供的方法測定。掛膜量的測定方法為15.00g濾料，接種污泥，在室溫條件下培養(yǎng)15天。氨交換容量的方法為5.00g濾料，加入 100ml 20mg/L的 NH4+-N溶液，25℃，振蕩4小時。

　?。?）動態(tài)試驗：反應器采用Ф200mm有機玻璃柱，填料高度3m，填料粒徑4～6mm，下向流。反應器安裝在清華大學水污染控制國家重點實驗室，試驗用水為校園生活污水。

        3. 結果與討論

　　3.1 沸石填料基本性質測定

　　對搜集到的全國四個礦區(qū)8種沸石產(chǎn)品進行測試后，選定某地所產(chǎn)的斜發(fā)沸石作為濾料（簡稱沸石A）。對粒徑不同的沸石A和粘土陶粒及頁巖陶粒進行的對比試驗見表1?？梢姺惺疉的掛膜量約是陶粒的2倍，氨交換容量很大，而陶粒則不具備氨交換能力。沸石表面帶正電荷，與細菌的電荷相反，并且表面粗糙多孔，這可能是它比陶粒容易掛膜的主要原因。沸石的不足之處是密度稍大，但粒徑較小時，最小流化速度接近陶粒；另外強度不如陶粒，但在動態(tài)試驗中發(fā)現(xiàn)，開始時沸石的磨損率較高，以后則基本不變。

　　3.2 沸石床曝氣生物濾池掛膜性能

　　采用接種掛膜，水力負荷1.12m3/m2h,曝氣量0.16m3/h，溫度27～32℃。掛膜期間COD和氨氮的去除效果見表2和圖1。

　　掛膜剛開始時出口COD和氨氮濃度就很低，通過鏡檢發(fā)現(xiàn)7天時異養(yǎng)菌活動即十分活躍，進行了第一次反洗；約15天即有很強的硝化作用。沸石在表面沒有生物膜的情況下，就能去除COD，說明它對有機物具有微孔吸附作用。對氨氮的高去除率得益于它的選擇交換性，據(jù)測算，作為交換柱12天就可達到飽和，實際上直到第21天出口氨氮濃度才開始上升。通過測定沿程的總氮、氨氮、硝酸鹽和亞硝酸鹽的變化，發(fā)現(xiàn)掛膜初期靠離子交換作用去除氨氮，掛膜中期離子交換和硝化反應共同起作用，末期離子交換和硝化反應達到平衡。進一步的試驗發(fā)現(xiàn)，沸石表面形成生物膜后仍具有很強的交換氨氮的能力，而且硝化菌能利用已交換到沸石空隙中的氨氮，也就是說具有生物再生的能力。因此，沸石表面更有利于硝化菌的生長，并具有很強的抗氨氮沖擊負荷的能力。

　　3.3 沸石床曝氣生物濾池處理低濃度生活污水試驗

　　低濃度生活污水的處理是個難點。將校園生活污水稀釋1～2倍后，在水力負荷2.2m3/m2h,曝氣量0.12m3/h，溫度15～17℃下處理結果見表3?？梢娫谳^低的容積負荷下COD和氨氮去除率分別可達到73.7%和96.8%。

        4. 結論

　?。?）沸石表面帶正電，粗糙多孔，且具有很強的氨交換能力，比陶粒更容易掛膜，密度和強度符合曝氣生物濾池要求，適合作為濾料。

　?。?）沸石床曝氣生物濾池依靠離子交換和硝化反應去除氨氮，硝化菌對已交換了氨氮的沸石具有生物再生功能。

　　（3）沸石床曝氣生物濾池非常適合去除低濃度生活污水，出水滿足循環(huán)冷卻水水質要求。
 
 
 
 

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