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官厅水库曾是北京市城市供水的重要水源地,由于水源水遭到严重污染,官厅水库丧失了城市供水的功能。为改善官厅水库水源水的水质,水利部、科技部提出官厅水库水源水曝气生物滤池工艺的试验研究。 曝气生物滤池(Biological Aerated Filter,简称BAF,或Biological Filtration Oxidization Reactor,简称BIOFOR)工艺具有体积小、容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、处理出水水质好等特点,国外已广泛应用,国内也在多个行业的水处理中成功应用。 本文采用国产球型轻质陶粒滤料为曝气生物滤池的生物填料,中试的规模,以官厅水库水源水为处理对象,主要研究(1)影响挂膜试验进展的不同因素;(2)曝气生物滤池对CODMn、UV254、氨氮、亚硝酸盐氮等的处理效果及其主要影响因素。试验期间,温度从夏季的25℃直至冬季的0.5℃,BAF进水(初沉池出水)CODMn为6.35~41.9mg/L,氨氮为1.16~27.9mg/L。结果表明:(1)水温11℃以上,滤速4~6m/h时,CODMn进水浓度为6.35~23.1mg/L,出水平均5.97mg/L;进入冬季,水温下降至5℃以下,CODMn进水浓度为7.80~41.9mg/L,生物滤池的去除效果有所下降;生物滤池对UV254的去除效果较好,进水UV254浓度0.126~0.710/cm时,去除率平均37.4%。(2)水温在6℃以上、滤速4~5m/h下,氨氮去除率大于81.2%。水温0.5~5℃、滤速3m/h时,进水氨氮浓度平均为17.2mg/L,BAF Ⅰ出水平均为15.2mg/L,BAF Ⅱ出水7.82mg/L,滤池总去除率54.5%。适当降低水力负荷,延长水力停留时间,可以减少低温对去除氨氮的负面影响,但由于曝气生物滤池中硝化细菌的活性受到严重抑制,即使在低的水力负荷条件下(2~3m3/(m2·h)),仍不能达到良好的去除效果。(3)生物滤池对亚硝酸盐氮的去除效果比较好,试验期间,水源水中亚硝酸盐氮浓度范围为0.01~2.23mg/L,出水浓度一般低于0.10mg/L,水温、滤速、气水比对亚硝酸盐氮的去除无明显影响。(4)生物膜中的活性物质虽然在生物膜总量中的比例很小,但是正是这些活性物质担负着所有生物化学反应进行的任务,试验表明低温时生物膜的活性较常温低很多。 由于官厅水库水源水在冬季时的水质与一般城市污水相似,该试验也填补了两级曝气生物滤池在低温下处理城市污水的空白,并为其用于寒冷地区城市污水的处理提供了第一手资料。