COD浓度对生物流化床工艺污染物去除效果的影响分析

于 艳 王蕴琦 单嘉霖 梁海波 程奕菲

（吉林建筑大学城建学院 吉林长春 130000）

COD浓度对生物流化床工艺污染物去除效果的影响分析

于 艳 王蕴琦 单嘉霖 梁海波 程奕菲

（吉林建筑大学城建学院 吉林长春 130000）

在进行污水、废水处理的过程中有很多物质可以被氧化，化学需氧量就是就是被氧化的物质所需要的还原性物质的量，在进行某些污染性水域或者工业废水的处理过程中，化学需氧量是一个非常重要的指标，同时通过化学需氧量我们可以快速测定污水中的有机物污染程度，本文主要分析了 COD浓度对生物流化床工艺中对 COD、氨氮、总氮及总磷等污染物的去除效果，进而探讨了COD浓度对生物流化床工艺污染物去除效果的影响。

COD浓度；生物流化床工艺；污染物去除效果影响

生物流化床工艺主要利用流化态进行操作，因此没有固定床生物膜法中操作容易出现阻塞的问题，作为一种生物强化处理，可以提高微生物降解有机物的能力。根据相关研究可知，水底物的浓度会对生物流化床的运行产生一定的影响，如果进水浓度低于临界浓度，反应器的去污效果直接受到底物浓度的影响，底物浓度越大，那么去污效果越好，此时生物膜对基质的氧化去除能力处于饱和状态；当进水底物的浓度超过一定的值，那么其去污效果就会受到较大的影响.

1.试验材料和设备

1.1 填料

为了取得良好的实验效果，本次研究采用具有特殊性质的竹炭作为填料，同时把填充率保持在 12%，竹炭的产生有严格的环境要求，竹材受热后在一定的反应后进而分解产生，这种特殊的反应过程给竹炭带来了特殊的结构和作用，竹炭的微观结构与展开的碳纳米管类似，这就使得竹炭的内部具有强烈吸附性的孔隙结构，同时展开面积大，可以达到360m2/g，竹炭的种种特性促使人们把它用来作为污水处理的材料，因为其特殊的内部结构可以为微生物提供较大的附着面积，且附着条件良好，可以吸附大量的生物，同时对于多种生物都可以产生吸附作用，基于这些特点，使得相关系统极大地提高了对有机污染物降解的能力，因而使之具有良好的实验效果。

1.2 试验设备

实验反应器采用升流式设计，在反应器的底部设有特殊的装置，可以使空气和污水由此进入反应器，空气和污水在反应器内进行一定的相互作用和反应，气体由反应器顶部排出，反应后的废水则经过蠕动泵进入下一个操作阶段，为了控制反应所需的空气，使用空气压缩机把空气通过流量计进行准确计算，可以保证对空气的良好控制和掌握，在反应器内空气和污水进行充分的混合，为接下来的处理做好准备，此时竹炭处于流化状态，污水在反应器内部停留一段时间，进行相应的作用和反应，此时实验过程已经接近尾部，反应过后的废水可以通过滤池顶部排出。为了达到良好的实验效果，本次反应器采用外径为11厘米内径为10厘米的透明玻璃柱，玻璃柱的高度为34厘米，经过计算可知玻璃柱的内部截面积为78.5平方厘米。反应器内部设有对应的导流筒，导流筒的规格与反应器保持一致。

2.试验过程

实验过程采用连续进水的方式，为了保证实验效果，流速一般保持在一个恒定的水平或者逐渐提高流速，先把大的竹炭敲碎，进而选出适量的竹炭，然后把这些竹炭放入水中浸泡三天，等到竹炭下沉到底部，不在漂浮在上部。把反应器的有效容积通过科学方法计算出来，然后开展挂膜，为了保证实验效果，把高度控制在28cm，直径保持在10cm，根据反应器的规模进行填料，填料保持在12%，把预先备好的竹炭加入反应器，并加入对应的水量。完成相关步骤和挂膜，还要把 10g的特殊菌粉溶进反应器内部的水中，做好这些后把相关物质进行闷曝，时间为一天，为了提高实验效果，要注意把气体和水体的比例保持在36.4:1的水平，这么做有利于恢复微生物的活性。

在进行实验的容器内住满水，把事先准备好的营养液按照特定的速度完成挂膜培养。在这个过程中微生物完全附着在填料表面，这些微生物可以发挥其特殊作用进行相关反应，具体来讲这些微生物会吸取处理废水中的有机物作为生长繁殖的营养，这个过程进行到一定阶段后，在相关反应的作用下就会形成一个生物薄膜。本次实验采用的液体主要成分如下，葡萄糖960mg/10L,碳酸氢铵930mg/10L，磷酸二氢钾13.4mg/10L。

挂膜期间，反应器内部的各种指标包括进行处理的液体中的有机物含量、进水和出水速度都会对实验结果产生影响，因此必须做好相关指标的监测措施和控制措施，保证反应的顺利开展，当COD去除率趋于稳定之后，实验的主要过程就完成了。

本次实验对一些具体条件有严格的限制，具体来讲包括反应器内部的水温保持在18℃左右，竹炭粒径保持在10—20目，气体和水体的比例保持在86∶1，水力停留时间为3h，对COD的浓度进行调整，具体指标分别为100mg/L、200mg/L和400mg/L，进而分析不同浓度条件下反应器对水体中污染物的去除效果。

3.试验结果分析

3.1 去除效果分析

在基础条件保持一致的情况下，COD的去除效果主要受到容积负荷的影响，当容积负荷越高时去除效果越差，通过对比不同浓度条件下的COD的去除效果发现，当COD为100mg/L时效果最好。经过处理的水体可以达到相关排放标准，当COD的浓度处于最低水平时，为16mg/L，此时如果进水保持在200mg/L，那么每天的处理效果可以达到二级标准，但是当进水在 400mg/L时，对污染物的处理效果则难以达到相关标准，去除率只能达到51.0%。

3.2 对氨氮的去除效果分析

通过对实验结果进行分析可知，氨氮的处理效果主要受到COD浓度的影响，当COD的浓度升高时，氨氮的处理效果出现下降。但是这个降低的过程比较舒缓，当进水COD=100mg/L浓度时去污效果较好，此时出水的氨氮水平可以达到相关标准。但是进水中的氨氮含量较少的情况下，微生物对氨氮的去除效果一般。

3.3 总氮的去除效果分析

总氮的去除效果主要受到进水浓度的影响，当进水浓度升高时，总氮的去除效果降低。本次实验分别采用 100、200、400mg/L的浓度，每次实验结果显示水质基本保持稳定，而且当浓度升高时水质处理效果更好，这个结果可以说明反应器对容积的负荷改变可以很好地适应。三个条件下的出水的总氮含量都能达到相关污水处理厂的处理标准。

3.4 总磷的去除效果分析

实验显示总磷的去除效果主要受到进水浓度的影响，具体来讲当进水浓度升高，总磷的去除效果就会降低，还有一个需要注意的地方在于一旦进水浓度发生改变，那么总磷的去除效果会在随之发生较大的改变和波动。这是因为反应器对聚磷菌比较敏感，导致在实验过程中受到强烈影响出现去除效果的波动。

4.结论

4.1 COD的去除效果：本次实验显示，进水浓度会直接影响污染物的去除效果，本次实验中分别采用了100mg/L、200mg/L、400mg/L的进水浓度，实验结果显示，当进水浓度在200mg/L以下时，去除效果较好，但是当浓度升为400mg/L时，污染处理效果则难以达到之前的标准。这个结果充分说明COD的去除效果随着容积负荷的增加而出现降低，为了在具体实践中达到良好的去除效果，只能处理浓度较低的污水。

4.2 氨氮的去除效果：氨氮的去除效果受到进水浓度的影响，当进水浓度升高氨氮的去除效果降低。之所以会出现这种情况，是因为在反应器内部出现了异养菌和自养型硝化菌的生长不平衡，异养菌的生长速度超过了自养型硝化菌，这样的结果使得反应器内部的容积负荷出现一定程度的增高，因而对氨氮的去除效果造成一定的不利影响。但是一般情况下进水的氨氮含量较低，所以不同进水浓度的出水氨氮处理效果一般都可以达到国家污水处理的相关标准。

4.3 总氮的去除效果主要受到容积负荷的影响，当容积负荷上升，总氮的去除效果下降。这个结论告诉我们要提高反应器的总氮去除能力，就要选择适当的容积负荷，避免因为容积负荷过大导致的总氮去除效果不佳。

4.4 总磷的去除效果主要受到进水浓度的影响，而且随着进水浓度的变化总磷的去除效果会出现较大的波动，导致这种现象发生的原因在于反应器内部的反硝化作用往往受到多个因素的影响，一旦某个环节出现问题，就会影响到总磷的去除效果，如果在反应器运行过程中出现问题，就会引起整个污水处理系统的紊乱，从而对实验过程中的聚磷菌的活性，导致反应器内部的处理结果出现较大的波动。

[1]邓洁,吴家权,洪英等.进水COD浓度对生物流化床工艺去除效果的影响[J].广东化工,2015,42(17):42-44.

[2]杜家绪,买文宁,王敏等.生物流化床—高级催化氧化工艺处理制药废水[J].工业水处理,2016,36(3):97-99.

G322

B

1007-6344（2016）10-0228-01