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本课题利用实验室小型上流式BAF实验装置对废纸制浆废水进行二级生化处理,通过长期实验,对BAF的挂膜启动、反冲洗、运行参数、处理效果、生物滤料、生物膜等内容进行了研究,最终得到以下结论:(1)采用先闷曝然后再启动进水并不断增大进水浓度的方式对分别填装有赤泥滤料和火山岩滤料的1#BAF和2#BAF进行挂膜实验,结果两套BAF在启动进水9、12和22天以后,均实现了对SS、COD和NH4+-N的良好去除效果,说明挂膜成功,且2#BAF的污染物去除效果略优于1#BAF。(2)随滤料层高度的增加,滤料表面所附着的生物量逐渐降低,且2#BAF各滤料层高度处的生物量均略高于1#BAF;对两种滤料的表面孔径分布和形貌进行表征,结果表明火山岩滤料表面特性优于赤泥滤料,更利于细菌等微生物的寄居。结论(3)-(8)是以挂膜过程处理效果较好的2#BAF为研究对象所得:(3)对滤料表面附着的生物膜进行镜检,发现生物膜为片状半透明薄膜,里面穿插着很多不同种类的微生物;随废水沿程滤料层高度的增加,生物膜中的优势种群呈现由低级向高级的演替。(4)采用气洗-气水联合冲洗-水漂洗的方式进行反冲洗,确定水力停留时间分别为10h、8h、6h和4h时的反冲洗周期分别为48h、40h、30h和24h;反冲洗所采用的的进水、进气流量分别为50ml/min和100ml/min。(5)当进水HRT相同时,随A/L的降低COD去除率逐渐降低,而SS去除率逐渐升高;而当A/L相同时,随着HRT的降低,COD的去除率先小幅上升,然后逐渐下降,SS的去除率则持续下降。综合考量,选取A/L=8:1.HRT=6h为最佳运行参数。在该条件下,去除效果稳定后BAF对废纸制浆废水中SS和COD的平均去除效果分别达到95.6%和83.0%,出水平均浓度分别为4.6mg/L和176mg/L,平均COD容积负荷为1.15kg COD/(m3滤料·d)。(6)BAF进出水COD的浓度之比C*/C。是水力负荷L和滤料层高度H的函数,对BAF降解COD的反应动力学模型进行模拟,所得动力学方程为:C*/Co=exp(-0.3725H/L0.3643)。(7)最佳运行条件下BAF出水水质指标良好,其中SS、NH4+-N、BOD5和pH等指标均可满足排放标准;在进水浓度较高的情况下,出水的COD值可能会超过排放限值,但是对其做混凝沉淀处理后,COD得到进一步去除,可以实现达标排放。(8)废水的发光细菌相对抑制率由处理前的75.1%降至23.0%,这说明BAF生化处理后的废水的生物急性毒性大幅降低;处理后水样的累计耗氧量和比耗氧速率(SOUR)均接近内源呼吸值,而处理前废水的耗氧量和SOUR值均远远高于内源呼吸值,这说明经BAF生化处理后,废水中的生物耗氧性有机物得到了有效去除。(9)经过大量的实验,证明曝气生物滤池工艺处理废纸制浆废水可以实现良好的去除效果,将BAF工艺应用于废纸制浆废水的生化处理是可行的。