反硝化生物滤池反冲洗周期优化及水力特性

金秋, 陈昊, 崔敏华, 张衍, 郑志永, 刘和. 反硝化生物滤池反冲洗周期优化及水力特性[J]. 环境工程学报, 2019, 13(6): 1425-1434. doi: 10.12030/j.cjee.201810175
引用本文: 金秋, 陈昊, 崔敏华, 张衍, 郑志永, 刘和. 反硝化生物滤池反冲洗周期优化及水力特性[J]. 环境工程学报, 2019, 13(6): 1425-1434. doi: 10.12030/j.cjee.201810175
JIN Qiu, CHEN Hao, CUI Minhua, ZHANG Yan, ZHENG Zhiyong, LIU He. Optimization of backwashing cycle and hydraulic characteristics of denitrifying biofilter[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2019, 13(6): 1425-1434. doi: 10.12030/j.cjee.201810175
Citation: JIN Qiu, CHEN Hao, CUI Minhua, ZHANG Yan, ZHENG Zhiyong, LIU He. Optimization of backwashing cycle and hydraulic characteristics of denitrifying biofilter[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2019, 13(6): 1425-1434. doi: 10.12030/j.cjee.201810175

反硝化生物滤池反冲洗周期优化及水力特性

  • 基金项目:

    江苏省太湖水环境综合治理科研课题资助项目TH2016201

    江苏省自然科学基金资助项目BK20180633江苏省太湖水环境综合治理科研课题资助项目(TH2016201)

    江苏省自然科学基金资助项目(BK20180633)

Optimization of backwashing cycle and hydraulic characteristics of denitrifying biofilter

  • Fund Project:
  • 摘要: 为探究反硝化生物滤池(DNBF)的最适运行参数和反冲洗周期,分别以石英砂和火山岩构建起2套DNBF,优化了水力停留时间(HRT)和碳氮比(C/N);通过滤池的处理效果、停留时间分布(RTD)分析和水力模型拟合确定了最佳的反冲洗周期。结果表明:在DNBF稳定运行后,2种填料的滤池处理效果相近,当HRT和C/N分别为2 h和4∶1时,出水的化学需氧量(COD)和总氮(TN)分别是(28.3±1.2) mg·L-1和(2.5±0.3) mg·L-1,此时碳源利用率较高;由脱氮性能和RTD分析得出的最佳反冲洗周期为1 d,出水COD和TN可分别达到(17.9±1.4) mg·L-1和(1.8±0.2) mg·L-1;当反冲洗周期延长后,滤池出水COD上升,脱氮性能大幅度下降,RTD曲线出峰从1θ (标准化时间)提前到0.5θ处、1.25θ和1.5θ处出现沟流现象,滤池中的流态趋向于混流式的多釜串联模型。通过RTD实验揭示不同反冲洗工况下DNBF内部水力特性的变化,可用于优化滤池的反冲洗周期。
  • 加载中
  • [1] 吕伟伟, 姚昕, 张保华, 等. 太湖颗粒态有机质的荧光特征及环境指示意义[J]. 环境科学, 2018, 39(5): 2056-2066.
    [2] 潘碌亭, 谢欣珏, 王九成, 等. 脱氮除磷生物滤池填料制备及其对农村生活污水的处理效果[J]. 农业工程学报, 2017, 33(9): 238-244.
    [3] ARNALDOS M, PAGILLA K. Effluent dissolved organic nitrogen and dissolved phosphorus removal by enhanced coagulation and microfiltration[J]. Water Research, 2010, 44(18): 5306-5315.
    [4] 王波, 梅峰, 李旭宁, 等. 反硝化生物滤池用于白酒废水深度脱氮处理研究[J]. 中国给水排水, 2014, 30(17): 120-122.
    [5] 王志祥, 白宇, 甘一萍, 等. 前置反硝化生物滤池的启动研究[J]. 中国给水排水, 2012, 28(1): 20-23.
    [6] CUI B, LIU X H, YANG Q, et al., Achieving partial denitrification through control of biofilm structure during biofilm growth in denitrifying biofilter[J]. Bioresource Technology, 2017, 238: 223-231.
    [7] 赵运新, 曾辉平, 吕育锋, 等. 生物除铁除锰滤池反冲洗铁锰泥除As(V)研究[J]. 中国给水排水, 2017, 33(11): 1-6.
    [8] LIU X H, WANG H C, LONG F, et al. Optimizing and real-time control of biofilm formation, growth and renewal in denitrifying biofilter[J]. Bioresource Technology, 2016, 209: 326-332.
    [9] 周晓黎, 孙迎雪, 沈丹丹, 等. 反硝化生物滤池反冲洗前后的生物膜特征研究[J]. 环境科学与技术, 2015, 38(6P): 26-29.
    [10] 胡碧波, 阳春, WHEATLEY A. 不同滤料的潜没式曝气滤池的水力特性[J]. 重庆大学学报, 2011, 34(S1): 30-34.
    [11] B?RNER M, BüCK A, TSOTSAS E. DEM-CFD investigation of particle residence time distribution in top-spray fluidised bed granulation[J]. Chemical Engineering Science, 2017, 161: 187-197.
    [12] WOLIN E A, WOLIN M J, WOLFE R S. Formation of methane by bacterial extracts[J]. Journal of Biological Chemistry, 1963, 238(8): 2882-2886.
    [13] 国家环境保护总局. 水和废水监测分析方法[M]. 4版. 北京:中国环境科学出版社, 2002.
    [14] POGGE V, JENKYNS H C, WOODFINE R G. Lithium isotope evidence for enhanced weathering during oceanic anoxic event[J]. Nature Geoscience, 2013, 6(8): 668-672.
    [15] 未碧贵. 石英砂滤料表面改性及其过滤除油性能研究[D]. 兰州: 兰州交通大学, 2015
    [16] 袁莹, 周伟丽, 王晖, 等. 不同电子供体的硫自养反硝化脱氮试验研究[J]. 环境科学, 2013, 34(5): 1835-1844.
    [17] 宋慧敏, 周小红, 张永明, 等. 基于微电极技术的反硝化滤池生物膜特性分析[J]. 中国环境科学, 2012, 32(5): 850-854.
    [18] 徐立杰, 郭春艳, 彭永臻, 等. 强化生物除磷系统的微生物学及生化特性研究进展[J]. 应用与环境生物学报, 2011, 17(3): 427-434.
    [19] LI P, ZUO J, WANG Y. Tertiary nitrogen removal for municipal wastewater using a solid-phase denitrifying biofilter with polycaprolactone as the carbon source and filtration medium[J]. Water Research, 2016, 93: 74-83.
    [20] 孙立柱. ABR反应器运行特性的研究[D]. 苏州: 苏州科技学院, 2010.
    [21] 陈小光, 郑平. 超高效螺旋式厌氧生物反应器流态研究[J]. 环境科学学报, 2010, 30(5): 941-946.
    [22] 董亮, 曾涛, 刘少北, 等. 基于PIV技术的ABR反应器在不同HRT下的液相流态特性[J]. 环境工程学报, 2017, 11(6): 3922-3928.
    [23] 邵川, 周正伟, 李俊, 等. 基于玻璃微珠填料生物滤池生物堵塞模型[J]. 环境工程学报, 2017, 11(10): 5368-5374.
    [24] WEI N, SHI Y, WU G, et al. Removal of nitrogen and phosphorus from the secondary effluent in tertiary denitrifying biofilters combined with micro-coagulation[J]. Water Science and Technology, 2016, 73(11): 2754-2760.
    [25] FENG Y, LI X, SONG T, et al. Effect of backwashing on the microbial community structure and composition of a three dimensional particle electrode coupled with biological aerated filter reactor (TDE-BAF)[J]. Ecological Engineering, 2017, 101: 21-27.
    [26] 李高洁. 厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器水力混合特性研究[D]. 合肥: 合肥工业大学, 2004.
    [27] 张红陶, 郑平. 一体化笼式生物脱氮反应器水力特性[J]. 化工学报, 2013, 64(10): 3760-3766.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  4458
  • HTML全文浏览数:  4393
  • PDF下载数:  100
  • 施引文献:  0
出版历程
  • 刊出日期:  2019-06-18

反硝化生物滤池反冲洗周期优化及水力特性

  • 1. 江南大学环境与土木学院,无锡 214122
  • 2. 江苏省厌氧生物技术重点实验室,无锡 214122
  • 3. 江苏省水处理技术与材料协同创新中心,苏州 215009
基金项目:

江苏省太湖水环境综合治理科研课题资助项目TH2016201

江苏省自然科学基金资助项目BK20180633江苏省太湖水环境综合治理科研课题资助项目(TH2016201)

江苏省自然科学基金资助项目(BK20180633)

摘要: 为探究反硝化生物滤池(DNBF)的最适运行参数和反冲洗周期,分别以石英砂和火山岩构建起2套DNBF,优化了水力停留时间(HRT)和碳氮比(C/N);通过滤池的处理效果、停留时间分布(RTD)分析和水力模型拟合确定了最佳的反冲洗周期。结果表明:在DNBF稳定运行后,2种填料的滤池处理效果相近,当HRT和C/N分别为2 h和4∶1时,出水的化学需氧量(COD)和总氮(TN)分别是(28.3±1.2) mg·L-1和(2.5±0.3) mg·L-1,此时碳源利用率较高;由脱氮性能和RTD分析得出的最佳反冲洗周期为1 d,出水COD和TN可分别达到(17.9±1.4) mg·L-1和(1.8±0.2) mg·L-1;当反冲洗周期延长后,滤池出水COD上升,脱氮性能大幅度下降,RTD曲线出峰从1θ (标准化时间)提前到0.5θ处、1.25θ和1.5θ处出现沟流现象,滤池中的流态趋向于混流式的多釜串联模型。通过RTD实验揭示不同反冲洗工况下DNBF内部水力特性的变化,可用于优化滤池的反冲洗周期。

English Abstract

参考文献 (27)

目录

/

返回文章
返回