沸石和陶粒為填料,分別進行了沸石曝氣生物濾池和陶粒曝氣生物濾池處理污水廠二級出水的中試試驗,并對2種濾料的處理性能和工藝特征進行了比較。結果表明,2種濾池均可以在一定工況條件下達到良好的處理效果,且保持較好的抗沖擊負荷能力。在氣水體積比3:1、水力負荷為1m3·m-2·h-1,溫度分別為20~25℃和15~19℃的情況下,沸石BAF和陶粒BAF對COD去除率分別為12.67%和21.93%,出水COD分別為31.46和37.06mg·L-1;NH3-N去除率分別為96.64%和97.79%,出水NH3-N的質量濃度分別可降到1.46mg·L-1和1.20mg·L-1。沸石成本合理,更具有工程應用推廣價值。

曝氣生物濾池(Biologicalaeratedfilter,BAF)具有有機負荷高、占地面積小、投資小、處理效率高和出水水質好等優點。BAF的濾料是影響其處理效果的關鍵因素之一,也是影響水處理成本的主要因素之一。在BAF中應用比較廣泛的是陶粒濾料,具有生物附著性強、掛膜性能良好、水流流態好、反沖洗容易進行和截污能力強等優點。天然沸石具有較大的孔隙率和比表面積,因而具有較大的微生物附著表面,特別是沸石對NH3-N有較強的選擇性離子交換能力,在沸石表面有生物膜時仍具有交換NH3-N的能力,故以沸石為濾料的BAF具有較強的抗NH3-N沖擊負荷能力。

試驗進水為城市污水二級生物處理出水,其水質的主要特點是COD偏低,NH3-N含量比較高,可生化性差。

因進水有機物少,可生化性差,故采用接種掛膜法。將活性污泥導入濾柱,并加入營養液悶曝4d,然后掛膜培養。當NH3-N去除率穩定時認為啟動結束,進入穩定運行階段。根據回用水水質標準,確定試驗的主要去除目標是COD和NH3-N。

從圖1中可以看到,沸石顆粒表面非常粗糙,布滿了很多凹陷的小孔穴,直徑在1~30μm。一般來說,球菌個體大小在0.5~2μm,桿菌一般長1~5μm、寬0.5~1μm,因此沸石表面這許許多多的孔穴非常適合細菌附著,并且增加了沸石的比表面積,可提高附著的微生物量,有利于提高NH3-N的去除率。從圖2可以看到,粘土陶粒表面非常粗糙,密密麻麻的分布有很多孔洞。但是這些孔洞大小不均,有的孔洞非常小,有的孔洞甚至直徑達到200μm以上。細菌的生長主要依賴直徑比較大的孔洞,微孔過多對細菌的生長作用不大,這些大小不均的孔洞非常有利于微生物附著在上面生長。

沸石BAF和陶粒BAF在同樣條件下處理污水廠二級出水均可達到良好的處理效果,且保持較好的抗沖擊負荷能力。沸石濾料和陶粒濾料的硝化性能類似,均對NH3-N有良好的去除效果。由于沸石價格合理,因此沸石濾料是一種性能優越而又經濟的填料。