管锥形填料生物床特性及应用研究

【摘要】：依据对生物接触氧化反应器填料的生物生长、水流分布、物质迁移及沉淀分离等特点的分析,针对管锥形填料生物床进行了理论与试验研究,得出以下主要结论: (1)随机堆积填充的管锥形填料生物床能提高反应器的沉淀面积和沉降截留能力。试验条件下,反应器每立方米填料水平投影面积(即创造的沉淀面积)相当于直径为6.3米沉淀池的面积。与无填料反应器相比,无曝气时管锥形填料生物床沉淀效率可提高1.9倍;曝气时可提高1.3倍。增大了生物栖居面积,提高了生物量,污泥浓度可达6.89kg/m~3～8.31kg/m~3。 (2)示踪剂试验表明管锥形填料生物床的流态为完全混合式。由于填料的特殊结构使其内外局部范围内的水流条件不同,有利于充氧和混合以及传质;填料内水流紊动性较小,有利于微生物栖居及生长繁殖;填料对气泡连续不断的切割、阻挡和撞击作用,使气泡破碎,直径减小,延长气泡在反应器内停留时间和气液的接触时间,增加了气泡与污水的接触面积,从而提高了氧的转移效率;微环境交替实现水流状态的变化,促进物质迁移和传质。通过氧转移效率试验表明,管锥形填料生物床可提高33.33%的氧转移效率。 (3)生活污水处理试验表明,在HRT为1h条件下,有机物容积负荷为11.28kgCOD/m~3.d,COD_(cr)去除率达到90%以上,出水COD_(cr)低于50mg/L;城市污水处理试验表明,在HRT为2h条件下,有机物容积负荷为4.62kgCOD/m~3.d,COD_(cr)去除率可达到88.3%,出水COD_(cr)小于50mg/1,达到城镇污水处理厂一级A类排放标准。管锥形填料生物床后续缺氧反应池形成好氧/缺氧 工艺以提高脱氮效果,在总水力停留时间为5.5h条件下,脱氮率为60%。 (4)抗冲击负荷能力强,在温度低于10℃、pH值低于5、铬离子浓度高于10mg/1等苛刻的环境条件下仍具有良好的处理能力,可适用于北方寒冷地区和水量、水质变化大的有机工业废水和城镇污水处理。 (5)进行了有机物降解反应动力学分析研究,根据试验结果,管锥形填料生物床的有机物降解反应动力学关系及相关参数如下: