铝污泥生物填料对黑臭水体的脱氮除磷效果.docx

—PAGE\*MERGEFORMAT25—

铝污泥生物填料对黑臭水体的脱氮除磷效果
近年来，由于工业废水以及生活污水大量排入河道，河道水体黑臭现象日渐加重，严峻影响了城市形象和居民身体健康，因此，如何有效净化黑臭河道水体已成为城市健康进展的重中之重。生态-生物修复技术因其费用低，管理便利，兼具美化环境的特点，成为近年来讨论和应用的重点。生态-生物修复技术的处理效率受许多因素影响，其中填料是最核心也是最基本的组成部分，是黑臭河道修复效果的关键因素，填料的筛选、改进和合理配置关系到这一技术能否正常发挥污染治理效能的关键。作为给水厂生产过程中的副产物，铝污泥含有大量铝离子及其聚合物，用作生物填料时可有效提高脱氮除磷效果。笔者将铝污泥生物填料与具有高效净化作用的狐尾藻相结合，以常见的生物填料聚丙烯纤维作为对比，仿照自然 河道构建生物填料系统，讨论并分析该系统的脱氮除磷效果，以期为河道黑臭水体治理供应技术支撑。一、材料与方法1.1试验材料铝污泥取自给水厂，主要成分为Al2O3，浓度为38.62%~45.84%，体积密度为(1.18±0.10)g∕cm3，孔隙率为40%，比表面积为21.54~36.50m2∕g，电导率为0.0104~0.0140S∕m。铝污泥原料经过搅拌、造粒后，在105~120℃下烘干2~3h，以去除水分，在500~600℃无氧焙烧6~8h，自然冷却后装入40cm×8cm×8cm尼龙网袋，制备成铝污泥生物填料。聚丙烯纤维生物填料从市场上购得，密度为0.90~0.92g∕cm3，长度为40cm，直径为8cm。狐尾藻取自南京市某湖泊，将狐尾藻置于有机玻璃柜中用自来水曝气培育，每隔3d换1次水，保证植物表面吸附的悬浮物被气流冲洗洁净。1.2水质分析试验用水取自南京市江宁区外港河，河道宽为10m，流速为0.54m∕d，CODCr为120mg∕L，TP浓度为4mg∕L，TN浓度为20mg∕L，NH3-N浓度为10mg∕L，pH为5.5~6.5。1.3生物填料小试系统在河边构建生物填料小试系统，如图1所示小试系统主要包括进水池、掌握区、生物填料区等单元，其中生物填料区由4种处理组组成，即聚丙烯纤维生物填料组、铝污泥生物填料组、聚丙烯纤维-狐尾藻组和铝污泥-狐尾藻组，各组均另设1个平行试验，取平均，承载聚丙烯纤维生物填料和铝污泥生物填料的网架均采纳钢结构，生物膜挂膜采纳自然挂膜，网架置于水面以下，将生物填料沿池体长边间隔8cm依次系挂于网架上，水流平行方向设7行，垂直方向设4行，狐尾藻种植于生物填料区的上部，种植密度为100株∕m2。小试系统各部分规格如表1所示，生物填料与孤尾藻组合组剖面如图2所示。为保证小试系统中狐尾藻的稳定生长和生物膜的自然挂膜，在运行1个月后正式开头试验。试验采纳连续进水方式，通过蠕动泵调整进水流速，均由顶部进水和出水。该小试系统处理水量为360L∕d，表面水力负荷为0.3m3∕(m2·d)，水力停留时间为2d。测定系统出水水质，主要检测TP、TN、NH3-N浓度及CODCr。CODCr采纳重铬酸盐法测定，TP浓度采纳钼酸铵分光光度法(紫外可见分光光度计，UV1200，MAPADA)测定，TN和NH3-N浓度采纳气相分子汲取光谱法(气相分子汲取光谱仪，GMA3510，森普)测定。二、试验结果2.1溶解氧浓度选取出水口水深10cm处作为溶解氧(DO)浓度监测点，考察小试系统运行期间不同处理组出水DO浓度随时间的变化，结果如图3所示。由图3可知，试验运行期间，各处理组DO浓度分别为：聚丙烯纤维生物填料组，3.2~4.3mg∕L，铝污泥生物填料组，3.5~4.4mg∕L，聚丙烯纤维-狐尾藻组，6.2~7.1mg∕L，铝污泥-狐尾藻组，6.1~7.2mg∕L。2个组合组DO浓度变化趋势全都，且水体DO浓度远高于生物填料组。生物填料组和组合组水体DO浓度均达到GB3838—2022地表水环境质量标准Ⅳ类标准。2.2pH系统运行期间不同处理组的出水pH随时间的变化如图4所示。由图4可知，不同处理组的出水pH差异较大，其中铝污泥生物填料组和铝污泥-狐尾藻组出水pH较为稳定，在7四周波动，聚丙烯纤维生物填料组和聚丙烯纤维-狐尾藻组出水pH随时间变化波动范围较大，聚丙烯纤维-狐尾藻组出水pH维持在6.5以上，而聚丙烯纤维生物填料组出水pH基本在6.5以下，与进水pH相差不大。2.3CODCr的去除效果系统运行期间不同处理组的出水CODCr随时间的变化如图5所示。由图5可知，不同处理组对CODCr的去除效果为铝污泥-狐尾藻组聚丙烯纤维-狐尾藻组铝污泥生物填料组聚丙烯纤维生物填料组。铝污泥-狐尾藻组对CODCr的去除效果最好，平均去除率为74.62%，聚丙烯纤维-狐尾藻组次之，平均去除率为69.71%，铝污泥生物填料组对