東臺市AEB反應(yīng)器污水一體化設(shè)備咨詢報價
隨著我國水體富營養(yǎng)化問題的日趨嚴(yán)重以及污水排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，氮的去除成為水處理領(lǐng)域關(guān)注的重點問題之一。工業(yè)生產(chǎn)中含高濃度硝酸鹽廢水的排放，進一步導(dǎo)致氮自然循環(huán)的嚴(yán)重破壞。硝酸鹽可被還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽會造成高鐵血紅蛋白癥，甚至?xí)T發(fā)癌癥，對人體造成危害。水中過高濃度的硝酸鹽還可導(dǎo)致溫室氣體N2O的產(chǎn)生。
目前去除水中硝酸鹽的方法主要有化學(xué)還原、反滲透、電滲析、離子交換、生物反硝化等?；瘜W(xué)還原法可分為活潑金屬還原法和催化還原法。前者以鐵、鋁、鋅等金屬單質(zhì)為還原劑，處理效果較差，且有亞硝酸鹽生成;后者以氫氣及甲酸、甲醇等為還原劑，一般需有催化劑存在，成本較高，且氫氣應(yīng)用過程中存在保障危險。反滲透、電滲析、離子交換等方法雖可有效去除水中的硝酸鹽，但成本較高，且會產(chǎn)生大量廢水。生物反硝化方法是目前已投入實用的較好方法，具有高效低耗的特點。但傳統(tǒng)的反硝化技術(shù)受廢水濃度和負(fù)荷的限制難以處理高濃度硝酸鹽廢水。
缺氧膨脹床(AEB)反應(yīng)器是一種新型的強化生物反硝化技術(shù)，是固體顆粒流態(tài)化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用，其載體粒徑小，比表面積大，具有較高的生物濃度。當(dāng)載體粒子流化時，廢水與微生物接觸面積大，且二者相對運動速度大，減少了液膜傳質(zhì)阻力，故生物膜活性高，從而可在確保硝酸鹽及總氮去除效果的同時，提高反應(yīng)器處理負(fù)荷并有效降低運行維護費用。
本研究采用AEB反應(yīng)器處理高濃度硝酸鹽廢水，研究了反應(yīng)器的快速啟動和掛膜特性，以及在反硝化連續(xù)流運行條件下對硝酸鹽廢水的處理效果。
1、實驗部分
1.1 材料、試劑和儀器
實驗用水為模擬廢水，采用人工配水，由甲醇、硝酸鈉、KH2PO4、尿素按一定比例配制，甲醇作為反硝化碳源，進水COD約為6000mg/L，ρ(NO3--N)約為1500mg/L，用NaOH調(diào)節(jié)pH為6左右。
填料采用果殼填料(河南某凈水材料公司)，粒徑2.5~3.0mm，堆密度0.850g/cm3，空隙率47%，密度1.604g/cm3。
廢水通過進水泵由底部進入AEB，處理后出水從AEB上端出水口排出，部分出水通過循環(huán)泵回流至AEB使填料床層膨脹，其余出水排出系統(tǒng)。廢水進入AEB運行1d后即有產(chǎn)氣現(xiàn)象，隨著廢水進水量的逐漸增加(由5L/d增至10L/d)，運行7d左右AEB內(nèi)填料掛膜，同時填料床層內(nèi)產(chǎn)生較多氣泡，說明填料層較易掛膜。AEB在8d內(nèi)完成快速啟動，第9d進入穩(wěn)定運行期。兩天取1次進出水水樣進行分析。
東臺市AEB反應(yīng)器污水一體化設(shè)備咨詢報價
采用重鉻酸鉀法測定COD211-213;采用過硫酸鉀氧化紫外分光光度法測定TN255-257;采用酚二磺酸光度法測定ρ(NO3--N)259-261;采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法測定ρ(NO2--N)271-274。
2、結(jié)果與討論
2.1 填料層的掛膜特性
研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)填料層膨脹率較低時易形成溝流，它的產(chǎn)生使生物膜受到的剪切力增加;同時反應(yīng)器床層中出現(xiàn)“流動死區(qū)”，該區(qū)域內(nèi)載體生物膜上產(chǎn)生的氣泡快速上升，氣泡尾流引起膜與流體之間的相對速率增大，即摩擦力增大，存在傳質(zhì)阻力，導(dǎo)致混合性能不好，影響微生物生長。因此，將反應(yīng)器初始膨脹率設(shè)為30%，反應(yīng)區(qū)水流上升速率約70m/h。采用自然掛膜方式，反應(yīng)器通入配水后，在有機物和營養(yǎng)鹽的條件下填料表面逐漸掛膜。一周后，填料表面附著黃棕色生物膜。填料掛膜前后的顯微鏡照片如圖2所示，圖2a為未附著生物膜的裸露填料，圖2b為包裹一層生物膜的填料顆粒。由于載體尺寸的不均勻或膜厚不同，導(dǎo)致反應(yīng)器不同高度處顆粒的尺寸不同，這種現(xiàn)象稱為“分級”。AEB內(nèi)載體上附著的生物膜厚度由下向上逐漸增厚(由44μm增至240μm)，微生物量逐漸增多，這是由于局部能量分散速率影響了附著生物膜載體顆粒與裸露載體顆粒之間的碰撞。在反應(yīng)器內(nèi)：頂部的能量分散速率低，導(dǎo)致生物膜厚度增加;而底部較高的局部能量分散速率阻礙了微生物在裸露載體表面的黏附。反應(yīng)器底部生物膜較慢的黏附速率和較快的磨損速率減小了生物膜厚度，而反應(yīng)器頂部生物膜的較高生長速率和較慢的磨損速率則導(dǎo)致了生物膜厚度較大。
