近年来我国玉米深加工行业发展较快，在充分利用玉米资源、提高玉米附加值的同时，也耗用了大量的水资源。选取合适的工艺对玉米深加工废水进行深度处理以实现回用的目的，对保护环境和节约水资源起着重要的作用。曝气生物滤池(BAF)可同时发挥生物降解作用和滤料的吸附截留作用，具有占地面积小、处理能力强等优点，与其他生物膜法相比有更好的处理效果。笔者采用BAF 深度处理玉米深加工废水，考察了其最佳运行参数，并对BAF/混凝沉淀组合工艺以及单独BAF 工艺、单独混凝沉淀工艺的处理效果进行了比较。处理出水水质需要达到工业冷却水水质要求，从而实现玉米深加工废水的回用目的。
1 试验材料和方法
1. 1 试验装置与材料
试验装置如图1 所示。BAF 由有机玻璃制成，高为3．5 m、内径为300 mm，自下而上布置布水管、曝气头和滤料层。废水由水泵泵入BAF 中，经处理后进入混凝池进行混凝沉淀处理。选取聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂，其Al2O3含量为9．18%，试验中的投加量为0．5 mL/L; 以聚丙烯酰胺(PAM)作为助凝剂，投加量为0．5mg/L。
试验用水取自某玉米深加工企业废水处理厂的二沉池出水，其COD≤120mg/L，TN≤30mg/L，TP≤20mg/L，SS≤60mg/L，NH3-N≤2mg/L。经深度处理后，水质要求达到: COD≤30mg/L，TN≤10mg/L，TP≤1mg/L，SS≤3mg/L。试验原水的NH3-N 浓度较低，可满足工业用水要求，故试验中主要考察对COD、TN、TP 和SS 等指标的去除效果。
1. 2 检测项目与方法
COD: 重铬酸钾法，TN: 过硫酸钾氧化—紫外分光光度法，TP: 钼锑抗分光光度法，SS: 重量法，氨氮: 纳氏试剂比色法。
2 结果与分析
2. 1 气水比对BAF 处理效果的影响
在进水流量为40 L/h、温度为18～25 ℃的条件下，不同气水比下BAF 对COD、TN、TP、SS 的去除效果见图2。可以看出，当气水比从1．5∶1 增至3∶1时，BAF 对COD 的去除率明显上升，这主要是因为随着气水比的增加，可提供足够的溶解氧供好氧异养菌利用，增强了其活性和新陈代谢能力，从而对有机物具有更好的降解能力; 但随着气水比由3∶1 上升到4∶1，对COD 的去除效果有所降低。另外，随着气水比的增加，对TN、TP 和SS 的去除率亦呈先增大后减小的趋势，当气水比为2．5∶1 时，对TP 的去除率达到最大; 当气水比为3∶1 时，对TN 和SS的去除率达到最大。总体来看，当气水比为3∶1时，BAF 的处理效果最佳。
2. 2 水力负荷对BAF 处理效果的影响
保持BAF 的气水比为3∶1，考察了不同水力负荷下BAF 的除污效果。结果表明，随着水力负荷从0．42 m3/(m2·h)逐渐增加到1．42 m3/(m2·h)，BAF 对COD 的去除率逐渐升高，但升高速率越来越小，这主要是由于水力负荷的增加可以加速老化生物膜的脱落，保持较好的生物活性，同时增加了水中的有机物浓度，有利于微生物的生长; 但若水力负荷过高，单位时间内进入BAF 的有机物量增加，而停留时间缩短，造成部分有机物未被降解就随出水流出，而且水力冲刷相对增强，一些细微的絮体会穿透填料层随出水流出，最终会导致出水COD 浓度增大。另外，随着水力负荷的增加，对TN 的去除率先增加后减小，当水力负荷为1．13 m3/(m2·h)时，对TN 的去除效果最佳; 对SS 的去除率则逐渐降低，且当水力负荷超过1．13 m3/(m2·h)后，降幅增大; 对TP 的去除率亦呈降低趋势，但降幅不大，水力负荷为1．13 m3/(m2·h)时，出水TP 为6．11mg/L，去除率为28．4%。综上，确定BAF 的最佳水力负荷为1．13 m3/(m2·h)。
2. 3 对污染物的去除效果
2. 3. 1对COD 的去除效果
BAF/混凝沉淀组合工艺以及单独BAF 工艺、单独混凝沉淀工艺对COD 的去除效果如图3 所示。可知，试验原水的COD 浓度在93．2～117．4mg/L之间，经BAF 处理后，出水COD 平均为48．5mg/L，去除率在53．4% 左右; 再经混凝沉淀处理后，出水COD 可降至25mg/L 以下。而直接混凝沉淀处理的出水COD 平均为49．6mg/L。因此，采用组合工艺时对COD 的去除效果最好。
2. 3. 2对TN 的去除效果
不同工艺对TN 的去除效果如图4 所示。可以看出，原水的TN 浓度平均为15．54mg/L，经BAF处理后，出水TN 平均为8．86mg/L，去除率为43%左右; 再经后续混凝沉淀处理后，出水TN 浓度在5．02mg/L，平均去除率为67．8%。
2. 3. 3对TP 的去除效果
原水的TP 浓度平均为11．3mg/L，经BAF 处理后，出水TP 为7．36mg/L，去除率在35．6%左右，去除效果不理想。BAF 对TP 的去除主要集中在下层的缺氧区内，上部好氧区对磷只有少量的去除。再经混凝沉淀处理后，出水TP＜0．5mg/L，去除率达到96．5%。而原水经直接混凝沉淀处理后，出水TP平均浓度为0．87mg/L，去除率为90．6%。因此，废水中的TP 主要依靠混凝沉淀来去除。
2. 3. 4对SS 的去除效果
原水SS 为20～60mg/L，经BAF 处理后，出水SS 在15mg/L 左右，去除率约为50%。BAF 对SS的去除主要通过填料层对悬浮物的截留作用和生物膜对水中胶体颗粒的吸附作用。后续经混凝沉淀处理后，出水SS 可降至3mg/L 以下。。
3 结论
采用BAF/混凝沉淀组合工艺深度处理玉米深加工废水二级出水，在试验条件下，BAF 的最佳气水比为3∶1，最佳水力负荷为1．13 m3/(m2·h); 出水COD、TN、TP、SS 的平均浓度分别为24．5、5．02、0．36 和2．72mg/L，相应的去除率分别为76．4%、67．8%、96．5% 和92．0%，出水水质可以满足工业冷却水水质要求。
