活性气浮砂滤器深度处理城镇污水的研究

摘要

城镇污水排放标准的提升要求进一步降低废水中的氨氮(NH4+-N)、化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)和其它污染物质的含量，然而传统的废水处理工艺已无法满足该要求。活性砂滤技术是重要的污水深度处理技术之一，它能同时去除多种污染物如悬浮固形物(SS)，COD，BOD，NH4+-N等，是一种运行稳定、经济可行的深度处理污水技术。
　　 本文自主设计可连续反冲洗的气浮砂滤设备，并通过单因素实验确定设备的较优设计参数(测定参数为悬浮物)：提砂管直径15 mm，设备下端椎体倾斜角45°；通过工艺条件的单因素试验，确定了设备运行的较优工艺参数：过滤砂层高度650 mm，过滤速度为60 L/h，压缩空气压力为0.4-0.8MPa，压缩空气流量为0.375 Nm3/h。本实验还通过菌悬液和营养溶液同时投加的挂膜方法，将普通砂滤器驯化成同时兼有连续反冲洗和去除污染物(SS、COD、氨氮和总氮等)功能的活性气浮砂滤器。实验证明，活性气浮砂滤器对污染物质有较明显的去除效果；另外，在最佳工艺条件下，对挂膜前后的过滤介质表面的生物量进行分析，通过电镜观察计数、培养基分离培养等手段分析挂膜前后过滤介质表面微生物量的变化，特别是硝化细菌、反硝化细菌量的变化。实验结果表明，挂膜后的过滤介质表面生物量显著增加，起脱氮作用的硝化细菌和反硝化细菌数量也显著增加。
　　 通过模拟软件Gambit-Fluent对不同流速下设备内部的压力分布进行模拟，得出设备需要改进的结构，如进水管和直管处的连接应采用弧度较大的弯管等。模拟中，通过离散相模型观察污水中悬浮颗粒的运动轨迹，并计算出气浮砂滤对悬浮物质的理想去除效率为78.13％。