近年來我國玉米深加工行業發展較快，在充分利用玉米資源、提高玉米附加值的同時，也耗用了大量的水資源。選取合適的工藝對玉米深加工廢水進行深度處理以實現回用的目的，對保護環境和節約水資源起著重要的作用。曝氣生物濾池(BAF)可同時發揮生物降解作用和濾料的吸附截留作用，具有占地面積小、處理能力強等優點，與其他生物膜法相比有更好的處理效果。筆者采用BAF 深度處理玉米深加工廢水，考察了其最佳運行參數，并對BAF/混凝沉淀組合工藝以及單獨BAF 工藝、單獨混凝沉淀工藝的處理效果進行了比較。處理出水水質需要達到工業冷卻水水質要求，從而實現玉米深加工廢水的回用目的。
1 試驗材料和方法
1. 1 試驗裝置與材料
試驗裝置如圖1 所示。BAF 由有機玻璃制成，高為3．5 m、內徑為300 mm，自下而上布置布水管、曝氣頭和濾料層。廢水由水泵泵入BAF 中，經處理后進入混凝池進行混凝沉淀處理。選取聚合氯化鋁(PAC)作為混凝劑，其Al2O3含量為9．18%，試驗中的投加量為0．5 mL/L; 以聚丙烯酰胺(PAM)作為助凝劑，投加量為0．5mg/L。
試驗用水取自某玉米深加工企業廢水處理廠的二沉池出水，其COD≤120mg/L，TN≤30mg/L，TP≤20mg/L，SS≤60mg/L，NH3-N≤2mg/L。經深度處理后，水質要求達到: COD≤30mg/L，TN≤10mg/L，TP≤1mg/L，SS≤3mg/L。試驗原水的NH3-N 濃度較低，可滿足工業用水要求，故試驗中主要考察對COD、TN、TP 和SS 等指標的去除效果。
1. 2 檢測項目與方法
COD: 重鉻酸鉀法，TN: 過硫酸鉀氧化—紫外分光光度法，TP: 鉬銻抗分光光度法，SS: 重量法，氨氮: 納氏試劑比色法。
2 結果與分析
2. 1 氣水比對BAF 處理效果的影響
在進水流量為40 L/h、溫度為18～25 ℃的條件下，不同氣水比下BAF 對COD、TN、TP、SS 的去除效果見圖2。可以看出，當氣水比從1．5∶1 增至3∶1時，BAF 對COD 的去除率明顯上升，這主要是因為隨著氣水比的增加，可提供足夠的溶解氧供好氧異養菌利用，增強了其活性和新陳代謝能力，從而對有機物具有更好的降解能力; 但隨著氣水比由3∶1 上升到4∶1，對COD 的去除效果有所降低。另外，隨著氣水比的增加，對TN、TP 和SS 的去除率亦呈先增大后減小的趨勢，當氣水比為2．5∶1 時，對TP 的去除率達到最大; 當氣水比為3∶1 時，對TN 和SS的去除率達到最大。總體來看，當氣水比為3∶1時，BAF 的處理效果最佳。
2. 2 水力負荷對BAF 處理效果的影響
保持BAF 的氣水比為3∶1，考察了不同水力負荷下BAF 的除污效果。結果表明，隨著水力負荷從0．42 m3/(m2·h)逐漸增加到1．42 m3/(m2·h)，BAF 對COD 的去除率逐漸升高，但升高速率越來越小，這主要是由于水力負荷的增加可以加速老化生物膜的脫落，保持較好的生物活性，同時增加了水中的有機物濃度，有利于微生物的生長; 但若水力負荷過高，單位時間內進入BAF 的有機物量增加，而停留時間縮短，造成部分有機物未被降解就隨出水流出，而且水力沖刷相對增強，一些細微的絮體會穿透填料層隨出水流出，最終會導致出水COD 濃度增大。另外，隨著水力負荷的增加，對TN 的去除率先增加后減小，當水力負荷為1．13 m3/(m2·h)時，對TN 的去除效果最佳; 對SS 的去除率則逐漸降低，且當水力負荷超過1．13 m3/(m2·h)后，降幅增大; 對TP 的去除率亦呈降低趨勢，但降幅不大，水力負荷為1．13 m3/(m2·h)時，出水TP 為6．11mg/L，去除率為28．4%。綜上，確定BAF 的最佳水力負荷為1．13 m3/(m2·h)。
2. 3 對污染物的去除效果
2. 3. 1對COD 的去除效果
BAF/混凝沉淀組合工藝以及單獨BAF 工藝、單獨混凝沉淀工藝對COD 的去除效果如圖3 所示。可知，試驗原水的COD 濃度在93．2～117．4mg/L之間，經BAF 處理后，出水COD 平均為48．5mg/L，去除率在53．4% 左右; 再經混凝沉淀處理后，出水COD 可降至25mg/L 以下。而直接混凝沉淀處理的出水COD 平均為49．6mg/L。因此，采用組合工藝時對COD 的去除效果最好。
2. 3. 2對TN 的去除效果
不同工藝對TN 的去除效果如圖4 所示。可以看出，原水的TN 濃度平均為15．54mg/L，經BAF處理后，出水TN 平均為8．86mg/L，去除率為43%左右; 再經后續混凝沉淀處理后，出水TN 濃度在5．02mg/L，平均去除率為67．8%。
2. 3. 3對TP 的去除效果
原水的TP 濃度平均為11．3mg/L，經BAF 處理后，出水TP 為7．36mg/L，去除率在35．6%左右，去除效果不理想。BAF 對TP 的去除主要集中在下層的缺氧區內，上部好氧區對磷只有少量的去除。再經混凝沉淀處理后，出水TP＜0．5mg/L，去除率達到96．5%。而原水經直接混凝沉淀處理后，出水TP平均濃度為0．87mg/L，去除率為90．6%。因此，廢水中的TP 主要依靠混凝沉淀來去除。
2. 3. 4對SS 的去除效果
原水SS 為20～60mg/L，經BAF 處理后，出水SS 在15mg/L 左右，去除率約為50%。BAF 對SS的去除主要通過填料層對懸浮物的截留作用和生物膜對水中膠體顆粒的吸附作用。后續經混凝沉淀處理后，出水SS 可降至3mg/L 以下。具體參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。
3 結論
采用BAF/混凝沉淀組合工藝深度處理玉米深加工廢水二級出水，在試驗條件下，BAF 的最佳氣水比為3∶1，最佳水力負荷為1．13 m3/(m2·h); 出水COD、TN、TP、SS 的平均濃度分別為24．5、5．02、0．36 和2．72mg/L，相應的去除率分別為76．4%、67．8%、96．5% 和92．0%，出水水質可以滿足工業冷卻水水質要求。
