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本文对活性污泥-生物滤池一体化反应器试验装置处理城市污水的性能进行了研究。本试验主要研究了滤池溶解氧、外加碳源、水温及间歇曝气周期等工况,重点考察了该反应器的脱氮效果,确定其较优的运行控制条件。 活性污泥段处于反应器的前段,具有去除有机物、悬浮物和硝化的功能。当HRT=4.7h,污泥浓度MLSS为3000mg/L左右,泥龄15~20d,污泥负荷平均为0.4gCOD/gMLSS·d,DO为2.0mg/L以上,活性污泥段出水SS、COD和NH3-N的平均去除率分别为67.6%、76.5%和88.3%;NO3--N的平均含量从进水中的1.0mg/L增加到出水中的35.8mg/L,硝化效果较好;TP在活性污泥段中的平均去除率不高,只有15.1%。随着温度从13℃左右升高到20℃后,活性污泥段的硝化能力明显提高。 在滤池段工况中,首先分别考察了DO为0.3mg/L(不曝气)、1mg/L及2mg/L三个工况下滤池段的运行性能,确定DO=1.0mg/L为最佳溶解氧条件。在该工况下,反应器出水SS、COD和NH3-N的平均去除率为92.0%、87.0%和85.0%;NO3--N的平均去除率为32.1%;出水TP平均去除率为29.0%。 其次在水温为13℃和20℃下,分别对滤池段三种外加碳源量工况61/h、121/h和241/h进行了试验研究。结果表明,水温为20℃时反应器出水各指标平均值比温度为13℃时有所提高。当温度为20℃,确定外加碳源量为121/h为较佳外加碳源量,反应器出水SS、COD和NH3-N的平均去除率分别为91.7%、82.5%和84.8%;NO3--N平均去除率为60.6%;出水TP平均去除率为11.0%。 在以上工况的基础上,还考察了滤池段在曝停时间分别为2h/1h、2h/2h和3h/2h三种工况下的运行性能。其中,曝停时间为2h/1h时,反应器的运行效果几乎没有改变,即在滤池段节能1/3的情况下,仍能达到出水有机物及氮的达标目的。在此条件下,一周期内反应器出水SS、COD及NH3-N的平均去除率分别为91.9%、86.0%和90.5%;NO3--N平均去除率60.3%;TP平均去除率为9.2%。 根据Eckenfelder模型中低有机物浓度条件的一级反应关系式,建立了活性污泥-生物滤池一体化反应器的有机物降解动力学模型。 活性污泥-生物滤池一体化装置处理城市污水的试验研究表明,该技术具有较高的有机物和悬浮物去除率,脱氮效果好,占地面积小,投资费用相对较低,运行节能,管理方便等特点,是一种高效低耗、可实现设备装置一体化、适用于小城镇的污水处理技术。