東莞市地埋式一體化污水處理設(shè)備

東莞市地埋式一體化污水處理設(shè)備-生物接觸氧化法

   生物接觸氧化法是從生物膜法派生出來(lái)的一種廢水生物處理法。在該工藝中污水與生物膜相接觸，在生物膜上微生物的作用下，可使污水得到凈化，因此又稱(chēng)"淹沒(méi)式生物濾池"。

該方法采用與曝氣池相同的曝氣方法提供微生物所需的氧量，并起攪拌與混合的作用，這樣又相當(dāng)于在曝氣池內(nèi)投加填料，以供微生物棲息，因此，又稱(chēng)為接觸曝氣法，是一種介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理法，是具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，它兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)。

簡(jiǎn)介

生物接觸氧化法是以附著在載體(俗稱(chēng)填料)上的生物膜為主，凈化有機(jī)廢水的一種高效水處理工藝。是具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)。在可生化條件下，不論應(yīng)用于工業(yè)廢水還是養(yǎng)殖污水、生活污水的處理，都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。該工藝因具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的污水處理系統(tǒng)。

生物處理是經(jīng)過(guò)物化處理后的環(huán)節(jié)，也是整個(gè)循環(huán)流程中的重要環(huán)節(jié)，在這里氨氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氫等有害物質(zhì)都將得到去除，對(duì)以后流程中水質(zhì)的進(jìn)一步處理將起到關(guān)鍵作用。

折疊歷史沿革

19世紀(jì)末，德國(guó)開(kāi)始把生物接觸氧化法用于廢水處理，但限于當(dāng)時(shí)的工業(yè)水平，沒(méi)有適當(dāng)?shù)奶盍希茨軓V泛應(yīng)用。到20世紀(jì)70年代合成塑料工業(yè)迅速發(fā)展，輕質(zhì)蜂窩狀填料問(wèn)世，日本、美國(guó)等開(kāi)始研究和應(yīng)用生物接觸氧化法。中國(guó)在70年代中期開(kāi)始研究用此法處理城市污水和工業(yè)廢水，并已在生產(chǎn)中應(yīng)用。

折疊反應(yīng)機(jī)理

生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。其凈化廢水的基本原理與一般生物膜法相同，以生物膜吸附廢水中的有機(jī)物，在有氧的條件下，有機(jī)物由微生物氧化分解，廢水得到凈化。

該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，填料壁的微生物會(huì)因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。

生物接觸氧化池內(nèi)的生物膜由菌膠團(tuán)、絲狀菌、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物組成。在活性污泥法中，絲狀菌常常是影響正常生物凈化作用的因素;而在生物接觸氧化池中，絲狀菌在填料空隙間呈立體結(jié)構(gòu)，大大增加了生物相與廢水的接觸表面，同時(shí)因?yàn)榻z狀菌對(duì)多數(shù)有機(jī)物具有較強(qiáng)的氧化能力，對(duì)水質(zhì)負(fù)荷變化有較大的適應(yīng)性，所以是提高凈化能力的有力因素。

折疊特點(diǎn)

生物接觸氧化法是生物膜法的一種，兼具活性污泥和生物膜兩者的優(yōu)點(diǎn)。相比于傳統(tǒng)的活性污泥法及生物濾池法，它具有比表面積大、污泥濃度高、污泥齡長(zhǎng)、氧利用率高、節(jié)省動(dòng)力消耗、污泥產(chǎn)量少、運(yùn)行費(fèi)用低、設(shè)備易操作、易維修等工藝優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的研究與應(yīng)用。

其凈化效率高;處理所需時(shí)間短;對(duì)進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷的變動(dòng)適應(yīng)性較強(qiáng);不必進(jìn)行污泥回流，同時(shí)沒(méi)有污泥膨脹問(wèn)題;運(yùn)行管理方便。存在的問(wèn)題主要是池內(nèi)填料間的生物膜有時(shí)會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，尚待改進(jìn)。研究的方向是針對(duì)不同的進(jìn)水負(fù)荷控制曝氣強(qiáng)度，以消除堵塞;其次是研究合理的氧化池池型和形狀、尺寸和材質(zhì)合適的填料。

工藝特點(diǎn):

①用分段法提高凈化能力。生化過(guò)程分為兩個(gè)階段。首先是有機(jī)物被吸附在污泥上或存在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行生物合成，這個(gè)吸附合成速度很快。第二階段的生化過(guò)程以氧化為主，速度較慢。

②用加接觸層的辦法來(lái)提高沉淀池效率。對(duì)沉淀池的生物膜采取沉淀的辦法，而對(duì)細(xì)小的懸浮物采取濾層截留的辦法，沉淀池取上升流速6.5~7.5m/h;澄清區(qū)停留15min。

③接觸氧化工藝只需0.5~1.0h就可以達(dá)到活性污泥工藝8h的效果。主要靠生物膜，把氧化池分為兩段，沉淀池加接觸層，接觸氧化池分離下來(lái)的污泥含有大量氣泡，宜采用氣浮法分離。

填料

填料是微生物的載體, 填料的選擇決定了反應(yīng)器內(nèi)可供生物膜生長(zhǎng)的比表面積的大小和生物膜量的大小, 在一定的水力負(fù)荷和曝氣強(qiáng)度下, 又決定了反應(yīng)器內(nèi)傳質(zhì)條件和氧的利用率, 從而對(duì)工藝運(yùn)行效果影響很大。性能良好的填料應(yīng)具有以下特點(diǎn): 填料上生物膜分布均勻, 不產(chǎn)生明顯積泥、不產(chǎn)生凝團(tuán)現(xiàn)象; 空隙率較大, 不會(huì)被生物膜堵塞, 不易被水中油污粘住而影響處理效果; 要求抗壓強(qiáng)度高, 有較高的耐鹽、 耐腐蝕性; 要有盡可能高的比表面積和良好的親水性能, 使盡可能多的生物膜附著在填料上; 要求充氧動(dòng)力效果好, 可降低運(yùn)行費(fèi)用, 節(jié)省能源;水流阻力小、對(duì)化學(xué)和生物穩(wěn)定性強(qiáng), 不溶出有害物質(zhì)產(chǎn)生二次污染, 在填料間能形成均一的流速, 且便于運(yùn)輸和安裝。

水溫

水溫以兩種形式對(duì)生物接觸氧化工藝產(chǎn)生影響: 一是影響生物酶的催化反應(yīng)速率, 二是影響污染物質(zhì)向微生物細(xì)胞擴(kuò)散的速率。生物接觸氧化中水溫的適宜范圍在 10~ 35 ℃ , 水溫過(guò)低, 生物膜的活性受到抑制, 同時(shí)導(dǎo)致反應(yīng)物質(zhì)擴(kuò)散速率的下降, 處理效果受到影響。水溫過(guò)高, 將導(dǎo)致出水 SS 和 BOD 的增加; 溫度升高還會(huì)使溶解氧降低, 氧的傳質(zhì)速率下降, 造成溶解氧不足、污泥缺氧腐化而影響處理效果。 因此, 對(duì)溫度高的工業(yè)廢水如印染廢水應(yīng)進(jìn)行降溫處理。

pH 值

生物接觸氧化法作為一個(gè)微生物處理過(guò)程, pH 值是其重要的環(huán)境因素, 對(duì)大多數(shù)微生物來(lái)說(shuō), 適宜的 pH 值在 7 左右, 對(duì) pH 值過(guò)高或過(guò)低的廢水, 應(yīng)考慮調(diào)整 pH 的預(yù)處理, 控制生物接觸氧化池進(jìn)水的 pH 值 在6.5~9.5。 Villaverde. S 等研究了不同 pH 值對(duì)生物接觸氧化中硝化過(guò)程的影響, 研究表明, 在 pH 值為5.0~9.0范圍內(nèi), pH 值每增加一個(gè)單位, 硝化效率將增加 13% , 硝化生物膜量在 pH 值為 8.2 時(shí)獲得大值。

溶解氧

生物接觸氧化池中曝氣的作用, 一是供給生物氧化所需的氧, 二是提供反應(yīng)器內(nèi)良好的水流紊動(dòng)程度, 以利于污染物、微生物和氧的充分接觸, 保證傳質(zhì)效果, 同時(shí)還可通過(guò)對(duì)水體的擾動(dòng)達(dá)到強(qiáng)制脫膜, 防止填料積泥, 保持生物活性。生物接觸氧化池中溶解氧一般應(yīng)維持在 2.5~ 3.5 mg/L 之 間, 氣水比約為(15~ 20):1。溶解氧不足使得生物膜附著力下降而脫落, 導(dǎo)致水黏度增加, 氧轉(zhuǎn)移效率下降, 進(jìn)而造成缺氧, 形成惡性循環(huán)使處理效果惡化; 過(guò)高的氣水比會(huì)造成對(duì)生物膜的強(qiáng)烈沖刷, 導(dǎo)致生物膜大量脫落, 影響處理效果。

水質(zhì)條件

懸浮物是生物接觸氧化法處理的重要影響因素。無(wú)機(jī)懸浮物和泥砂得不到很好的截留和沉淀, 會(huì)直接影響充氧和微生物生長(zhǎng)。一方面, 懸浮物沉降或粘附于填料生物膜上, 妨礙微生物與水中污染物、溶解氧的傳質(zhì)過(guò)程, 降低生物膜的活性; 另一方面, 懸浮物在填料上的積累, 使填料的比表面積減少, 導(dǎo)致生物處理效果下降。通常, 在污水進(jìn)入接觸氧化池之前, 應(yīng)對(duì)污水中無(wú)機(jī)懸浮物和泥砂進(jìn)行預(yù)處理。

水力停留時(shí)間(HRT)

水力停留時(shí)間是生物接觸氧化法至關(guān)重要的參數(shù), 按合適的水力停留時(shí)間運(yùn)行, 不僅可以達(dá)到理想的處理效果, 而且可以節(jié)省基建投資。對(duì)于城市生活污水, 停留時(shí)間一般選 0.8~ 1.2 h; 對(duì)于工業(yè)廢水, 差別較大, 如印染廢水、 含酚廢水等 COD 常在 500 mg/L 左右, 一般采用停留時(shí)間在 3.0~ 4.0 h; 對(duì)于微污染水源水, 同濟(jì)大學(xué)研究得出停留時(shí)間取 1.2~ 2.0 h 。

曝氣裝置

分流式的曝氣裝置在池的一側(cè)，填料裝在另一側(cè)，依靠泵或空氣的提升作用，使水流在填料層內(nèi)循環(huán)，給填料上的生物膜供氧。此法的優(yōu)點(diǎn)是廢水在隔間充氧，氧的供應(yīng)充分，對(duì)生物膜生長(zhǎng)有利。缺點(diǎn)是氧的利用率較低，動(dòng)力消耗較大;因?yàn)樗_刷作用較小，老化的生物膜不易脫落，新陳代謝周期較長(zhǎng)，生物膜活性較小;同時(shí)還會(huì)因生物膜不易脫落而引起填料堵塞。

直接式是在氧化池填料底部直接鼓風(fēng)曝氣。生物膜直接受到上升氣流的強(qiáng)烈擾動(dòng)，更新較快，保持較高的活性;同時(shí)在進(jìn)水負(fù)荷穩(wěn)定的情況下，生物膜能維持一定的厚度，不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。一般生物膜厚度控制在1毫米左右為宜。

填料

選用適當(dāng)?shù)奶盍弦栽黾由锬づc廢水的接觸表面積是提高生物膜凈化廢水能力的重要措施。一般采用蜂窩狀填料。蜂窩狀填料孔徑須根據(jù)廢水水質(zhì)(BOD5即五日生化需氧量、懸浮物等的濃度)、BOD負(fù)荷、充氧條件等因素進(jìn)行選擇。在一般情況下，BOD5濃度為100~300毫克/升，孔徑可選用32毫米;BOD5為50~100毫克/升,可選用15~20毫米;如在50毫克/升以下，可選用10~15毫米孔徑的填料。

填料要質(zhì)量輕，強(qiáng)度好，抗氧化腐蝕性強(qiáng)，不帶來(lái)新的毒害。采用較多的有玻璃布、塑料等蜂窩狀填料，此外，也可采用繩索、合成纖維、沸石、焦炭等作填料。填料型式有蜂窩狀、網(wǎng)狀、斜波紋板等。

生物接觸氧化法的 BOD負(fù)荷與廢水的基質(zhì)濃度有關(guān)，對(duì)低BOD濃度(50~300毫克/升)廢水每日每立方米的填料采用2~5千克(BOD5)，廢水停留時(shí)間為0.5~1.5小時(shí)，氧化池內(nèi)耗氧量約1~3毫克/升。由于氧化池內(nèi)生物量較大，處理負(fù)荷高，可控制溶解氧量較高，一般要求氧化池出水中剩余溶解氧為2~3毫克/升。

(1)生物接觸氧化池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不少于2個(gè)，并按同時(shí)工作設(shè)計(jì)。

(2)填料的體積按填料容積負(fù)荷和平均日污水量計(jì)算。填料的容積負(fù)荷一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，對(duì)于生活污水或以生活污水為主的城市污水，容積負(fù)荷一般采用1000~1500g BODs/(m³·d)。

(3)污水在氧化池內(nèi)的有效接觸時(shí)間一般為1.5~3.0h。

(4)填料層總高度一般為3m。當(dāng)采用蜂窩型填料時(shí)，一般應(yīng)分層裝填，每層高為1m，蜂窩孔徑應(yīng)不小于25mm。

(5)進(jìn)水BOD5濃度應(yīng)控制在150~300mg/L的范圍內(nèi)。

(6)接觸氧化池中的溶解氧含量一般應(yīng)維持在2.5~3.5mg/L之間，氣水比為15~20:1。

(7)為保證布水布?xì)饩鶆颍扛裱趸孛娣e一般應(yīng)不大于25m²。

目前生物接觸氧化法的適合填料為立體彈性填料,立體彈性填料與硬性類(lèi)蜂窩填料相比，孔隙可變性大，不堵塞;與軟性類(lèi)填料相比，材質(zhì)壽命長(zhǎng)，不粘連結(jié)團(tuán);與半軟性填料相比，表面積大、掛膜迅速、造價(jià)低廉。

具體數(shù)據(jù):比表面積300m²/m³，填料長(zhǎng)度1~2.5m，直徑150mm，接觸氧化池水深度可以做到3-8米，立體彈性填料設(shè)計(jì)容積負(fù)荷可達(dá)2kg/(m³·d)(一般污水),氣水比一般取15:1，運(yùn)行時(shí)溶解氧含量大于2mg/l。

采用好氧接觸氧化處理時(shí)進(jìn)水BOD小于500mg/l。