2010-9-18曝气生物滤池报告（交流研讨会）(1)

1、曝气生物滤池工艺研究开发与综合应用技术交流研讨会,曝气生物滤池滤料及其在含藻原水处理中的应用,报告人：张文艺（教授）、闫刚、王立岩、姚立荣 单 位：常州大学 日 期：2010-9-18,简 介,常州大学地处长三角经济发达地区，是一所中央与地方共建的高等院校，有国内比较先进的实验仪器设备硬件条件。近五年来，科研经费累计2.3亿元，年均科研经费4600万元；承担或完成国家级项目25项，省部级项目196项；通过省部级科研鉴定90多项；获国家科技进步二等奖1项，国家技术发明二等奖1项，省部级科研成果奖35项（其中一等奖6项）；专利申请量进入全国高校百强。 目前，我校在曝气生物滤池滤料及其在含藻原水处理中的应用方面有较深入研究，成功开发出以粉煤灰、煤矸石、湖泊底泥、油田污泥为原料的生物滤料，其中粉煤灰滤料和煤矸石滤料实现了工业化。先后培养并筛选出高效降解焦化废水、生化制药废水、矿用炸药（导火索）废水、对苯二甲酸废水等的生物膜，并实现了在相关企业工业化运行，在曝气生物滤池处理含藻废水以及一些难降解工业废水积累了一定的理论技术和实际工程应用经验。,提 要,曝气生物滤池滤料研究,1) 滤料的原材料研究

2、； 2) 滤料的性能参数与污水处理效率之间的关系研究； 3) 滤料结构及其粒度级差匹配对典型有机物去除机理研究； 4) 滤料的表面改性与系列化滤料产品开发研究。,生物滤料生产工艺,粉煤灰生物滤料以粉煤灰为主要原料，粘土为粘结剂，并掺加少量造孔剂，经高温烧结而成的，粒度一般在36mm左右。其生产工艺为：首先将粘土烘干，并粉碎到粒度小于100目，然后按配方取粘土粉(45%)、粉煤灰(50%)与造孔剂(5%)进行干粉料混合，再加入10 20%的水混合均匀，并造粒成型，粒度控制在36mm 。湿颗粒先在1001的烘箱中干燥2小时后放入马沸炉中烧成(950-1100),滤料改性研究,改性剂的选择 影响因素筛选 机理分析 BAF对比试验,1,滤料改性研究,58.79%,NaCl改性沸石对氨氮的去除率优于HCl改性及高温改性沸石，以0.8mol/L浓度的NaCl对沸石进行改性可以得到对氨氮去除的最佳除效果，去除率达58.79%。,对于氨氮平均浓度为4.43mg/L的水源水，在粒径0.81.7mm，温度25，接触时间15min条件下，去除率可达93.2%。,滤料改性研究,粒径,重复利用次数,温度,时间,

3、曝气生物滤池工艺预处理太湖含藻湖水试验研究,研究背景,近年来，随着经济的发展，污染的加重，湖泊富营养化日益加剧，2007年太湖蓝藻大规模暴发，严重影响了周边城市居民的生产和生活。为了应对蓝藻短期内的大规模暴发，目前采取的主要措施是以物理打捞为主（如：2009年无锡市已从太湖打捞出43万多吨蓝藻），然而打捞后的湖泊水体中仍有较多细小藻类颗粒残存。,1.为进一步治理含藻废水，提高饮用水安全提供技术支持 2.为太湖及巢湖流域村镇水厂改造提供技术参考,研究意义,2010年8月太湖,2009年11月太湖,研究目的,本研究主要针对目前蓝藻处理的现状，弥补传统大规模蓝藻机械化打捞后水体中细小蓝藻颗粒残存的问题，降低水体中有机物、氨氮、藻类等污染物浓度的同时，解决湖泊、水库等水源地水体中因藻毒素（MC）释放而对人体健康构成潜在威胁的问题。,工艺流程图,集泥池,调节沉淀池,集水箱,气泵曝气,排水,清洗水池,反冲洗泵,含藻原水,曝气生物滤池,排泥,反冲洗排水,主要考察指标,有研究表明，对于确定地表水有机污染程度时，UV254具有很好的参考价值。扣除悬浮物影响后，秦淮河水体UV254在0.0480.121之

4、间，均值为0.093，长江与水库水体UV254在0.0310.109之间，均值为0.072。经曝气生物滤池处理后，UV254在0.0390.055之间，均值为0.046，好于秦淮河、长江和水库水体水质。,曝气生物滤池装置图,出水口,进水口,加压泵,进水,配水区,短柄滤头,承托层,进气口,流量计,空压机,滤料层,集水箱,放空阀,反冲洗出水,回流,BAF,自主设计,2009年12月某企业BAF技术指导,优化条件下连续运行结果,曝气生物滤池研究方向,BAF滤料研究发展方向：,高耐蚀性 功能性 以废治废,可降解藻毒素的工程菌提取 高性能滤料筛选 滤料表面优势菌种条件培养,BAF处理含藻废水的技术难点：,工作基础（硬件）,张文艺教授现拥有自己的微生物实验室、水处理实验室、水质分析室和研究室（4间约230平方米），常规分析测试仪器条件比较齐备，有诸如生物培养和检测二氧化碳培养箱、超净工作台、倒置生物显微镜和TOC（总有机碳）、COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）测定仪、酶标仪、旋转蒸发仪、高速离心机以及其它仪器设备等实验条件。,工作基础（技术支持）,菌种筛选、富集等微生物实验技术 微囊藻毒素

5、测定技术 PCR引物设计、凝胶电泳实验操作、DNA提取技术 学院相关微生物领域教授提供指导 已申请的江苏省自然科学基金“微囊藻毒素生物降解机理（SBK200930405）”项目可为本研究提供技术支持。,菌体DNA提取,凝胶电泳实验操作,家蚕体内DNA提取,工作基础（工程菌）,菌种平板划线分离,YB-1,YD-1,筛选出可降解藻毒素的菌株YD-1和YB-1 菌株的引物设计、DNA提取、测序工作已经展开 菌株应用于曝气生物滤池的小试工作已经开展,结 论,曝气生物滤池工艺预处理太湖含藻湖水试验研究表明：BAF对太湖含藻湖水中的浊度、叶绿素a、UV254、CODMn均有较好的去除效果，出水水质达到了生活饮用水水源水质标准（CJ 3020-1993）中的二级标准。 应用曝气生物滤池（BAF）工艺预处理太湖含藻湖水，其出水经常规自来水厂净化处理（如絮凝、沉淀、过率、消毒等），出水水质即可满足生活饮用水卫生标准。,BAF处理含藻废水应用前景及展望,目前，我国蓝藻大面积打捞及其后续处理主要起始于2007年太湖、安徽巢湖、武汉东湖、昆明滇池、贵阳红枫湖、南京玄武湖等内陆湖泊蓝藻集中暴发。由于蓝藻集中暴发

6、的突然性及危害的严重性，当时主要采用是环境事故应急措施。对于蓝藻的打捞除采用人工外，就是借于清淤机械进行打捞。打捞上岸蓝藻，也没有专门的处置技术与设备，主要借用污水处理中的污泥处置技术与设备。由于不是专用设备，这些上岸蓝藻在处置过程中，均产生了不同程度的二次污染。,BAF处理含藻废水应用前景及展望,国外蓝藻暴发的程度远没有国内严重，大面积打捞未见报道。在国内，以无锡市为例，经过2007年太湖供水危机，无锡市政府就把打捞清除蓝藻由应对供水危机的应急措施变为治理太湖的长期措施。据江南晚报报道，无锡市2009年蓝藻打捞点已密布无锡太湖水域，其中固定打捞点就达96个，81艘各种类型的移动式机械化蓝藻打捞船，一年打捞出蓝藻泥水700多万吨，分离藻浆70.9万吨。按此推算，环太湖地区每年的蓝藻泥水量至少在3000万吨以上。如果加上其它地区，全国每年的蓝藻泥水量至少在3亿吨以上。其污染治理任务是极其艰巨的，其市场规模也是巨大的，因而与此相关的蓝藻处置产业化前景将是非常广阔的。,一种以河浜底泥为原料的污水处理生物滤料制造方法，公开号: ZL200910264043.x 一种采用曝气生物滤池处理对苯二甲

7、酸废水的方法，专利授权号: ZL200610097902.7 重污染河水曝气生物滤池生物净化工艺，专利授权号: ZL200510038520.2 以煤矸石为原料制备球型多孔轻质滤料的方法，公开号: ZL200510040291.8,上向流曝气生物滤池中有机氮沿程转化规律与生物特性研究J，农业工程学报，2008，24 (6):234-238.（EI） 以煤矸石为原料的曝气生物滤池滤料的研制J，材料科学与工艺，2008 ，6 (5):659-663.（EI） 曝气生物滤池反应器的沿程生化特性研究J， 中国给水排水， 2006， 22(15):71-74. 曝气生物滤池工艺处理焦化废水J，给水排水，2005 ，31(7):52-54.,曝气生物滤池滤料研究应用成果,曝气生物滤池滤料研究应用成果,沸石的改性及其对水源水中氨氮去除的研究J，水文地质工程地质 UBF-BAF处理高氨氮制药废水的特性研究J，环境化学 氨化细菌的分离鉴定及氨化特性研究J，环境工程学报 BAF反应器好氧反硝化细菌的筛选分离及反硝化特性研究J，中国农村水利水电 Process of inorganic nitrogen transformation and design of kinetics model in the biological aerated filter reactor J， Water Science and Technology,改性沸石滤料研究应用成果,谢谢,

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