陳 磊，陳 勇，柴 智

（1.北京天灝柯潤環(huán)境科技有限公司，北京100011；2.廣東省高速公路有限公司，廣東 廣州510100；3.交通運輸部科學(xué)研究院，北京100013）

高速公路服務(wù)區(qū)生活污水水質(zhì)與典型的低濃度生活污水相似[1]，由于服務(wù)區(qū)客流量晝夜差異大，水量分散，處理裝置在高、低負荷運行狀態(tài)來回切換，普通活性污泥法抗沖擊性能差，出水無法達到排放標準。本文提出的EM-BAF工藝是在曝氣生物濾池[3-4]基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，集生物氧化和截留懸浮固體于一體，抗沖擊能力強、處理效果好、占地面積小、自動化程度高、設(shè)備投資低。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗設(shè)計進出水水質(zhì)

試驗用水取自某高速公路服務(wù)區(qū)化糞池出水，進出水水質(zhì)見表1，出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中一級A類標準。

表1 試驗設(shè)計進出水水質(zhì)

1.2 試驗裝置

試驗裝置由3 個串聯(lián)的EM-BAF 反應(yīng)器組成。每個反應(yīng)器規(guī)格為Ф200×3000mm，底部配水區(qū)高100mm，頂部清水區(qū)高600mm，中間級配填料床高度為1 500mm。底部曝氣，下部設(shè)進水口、反沖氣進口，上部設(shè)出水口，反沖水排水口。配套鼓風機和進水泵等設(shè)備。

1.3 試驗流程及相關(guān)運行參數(shù)

在反應(yīng)器中加入級配填料和工程菌，啟動掛膜。污水進水流量為7L/h，水力停留時間為13h，水溫為15～30℃，溶解氧控制在2～4mg/L。污水經(jīng)提升泵提升進入第一級反應(yīng)器底部，由下至上通過級配填料床，由頂部流入第二級反應(yīng)器底部，污水中的污染物被工程菌分解、代謝。第二、三級反應(yīng)器同第一級反應(yīng)器。出水由第三級反應(yīng)器頂部流出。

1.4 測定項目及方法

試驗中測定項目包括COD、氨氮。COD 采用重鉻酸鉀法測定；氨氮濃度采用納氏試劑分光光度法測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 掛膜馴化

將各級反應(yīng)器注滿污水后，進行悶曝，悶曝期間監(jiān)測不同時間出水的COD、氨氮值，待達到表1 標準后，排空反應(yīng)器內(nèi)污水，重復(fù)上述操作，直至掛膜完成。掛膜階段不同時間COD 濃度變化見表2，掛膜階段不同時間氨氮濃度變化見表3。

表2 掛膜階段不同時間COD濃度變化

表3 掛膜階段不同時間氨氮濃度變化

系統(tǒng)進行悶曝時，進水COD、氨氮濃度分別為410mg/L 和32mg/L。由表2、3 可以看出，系統(tǒng)在第1、2、3 次悶曝時，分別經(jīng)過72h、26h、6h后達到出水標準。掛膜完成后的鏡檢圖片見圖1。

圖1 掛膜完成后的鏡檢圖片

鏡檢可清晰看到鐘蟲、輪蟲等指示生物存在于級配填料表面。鐘蟲能大量捕食游離細菌而使出水澄清。輪蟲因其極快的繁殖速率，生產(chǎn)量很高，可快速去除污水中的污染物質(zhì)。

EM-BAF 工藝啟動掛膜時間為5～6d。一方面，填料經(jīng)化學(xué)改性后氨基、羥基等官能團數(shù)量增加，提高了填料的親水性，微生物可快速黏附在填料表面；另一方面，工程菌是根據(jù)不同水質(zhì)特點復(fù)配而得，具有極強的針對性，工程菌中所含酶制劑可加快反應(yīng)速率。

2.2 連續(xù)進水時COD、氨氮的去除效果

連續(xù)進水時COD去除效果見圖2，連續(xù)進水氨氮去除效果見圖3，停運再啟動COD去除效果見圖4。

圖2 連續(xù)進水時COD去除效果

圖3 連續(xù)進水時氨氮去除效果

圖4 停運再啟動COD去除效果

由圖2、3 可知，COD、氨氮進水平均值分別為417.7mg/L、 35.88mg/L， 最 大 值 為803mg/L、65mg/L，經(jīng)EM-BAF 一體化裝置處理后出水COD平均值為23.2mg/L，去除率為94.45%；出水氨氮為1.96mg/L，去除率為94.53%。

由于級配填料表面存在大量活性基團，能與微生物之間形成較強的化學(xué)鍵，將微生物牢牢固定在填料表面，從而使填料表面微生物濃度較普通生物處理工藝有大幅度增加，且不易脫落。因此，當進水COD、氨氮濃度產(chǎn)生波動時，出水水質(zhì)保持穩(wěn)定。

2.3 污染物去除負荷對處理效果的影響

將完成工程菌馴化的EM-BAF 反應(yīng)器停止進水，期間保持曝氣。7d后恢復(fù)連續(xù)進水。從圖4可看出，EM-BAF 反應(yīng)器出水COD 下降較快，至第2d 時出水COD 為34mg/L，滿足排放標準，但一般的活性污泥反應(yīng)器則需要15d左右甚至更長時間才可達到出水標準。

反應(yīng)器停止進水而保持曝氣過程中，EM-BAF反應(yīng)器填料表面的微生物活性因底物含量減少而有所降低?；謴?fù)連續(xù)進水初期，反應(yīng)器內(nèi)生物活性低、數(shù)量少，系統(tǒng)對COD 的處理效果不明顯。但隨著時間的延長，EM-BAF反應(yīng)器內(nèi)的微生物在酶制劑的作用下能夠快速發(fā)生生化反應(yīng)，微生物活性、數(shù)量快速增加，出水水質(zhì)恢復(fù)正常。

3 結(jié)論

（1）EM-BAF一體化裝置啟動掛膜迅速，一般在5～6d即可完成掛膜。

（2）EM-BAF一體化裝置可高效去除高速公路服務(wù)區(qū)生活污水中的COD 和氨氮，出水COD 平均值低于24mg/L，去除率高于94%；氨氮平均值低于2mg/L，去除率高于94%。在進水水質(zhì)發(fā)生波動時，出水水質(zhì)保持穩(wěn)定。

（3）進水由低負荷突然進入高負荷狀態(tài)時，EM-BAF系統(tǒng)可在2d內(nèi)恢復(fù)活性，出水穩(wěn)定達標。

[1] 謬偉.高速公路服務(wù)區(qū)污水曝氣生物濾池處理研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2010.

[2] 徐麗花，李亞新.一種好氧生物處理有機廢水的新工藝設(shè)備——曝氣生物濾池[J].給水排水，1999，25（11）：1-4.

[3] 齊兵強，王占生.曝氣生物濾池在污水處理中的應(yīng)用[J].給水排水，2000，26（10）：4-8.

[4] 張杰，曹相生，孟雪征.曝氣生物濾池的研究進展[J].中國給水排水，2002，18（8）：26-28.