生物接触氧化法

生物接触氧化法生物接触氧化法的反应器为接触氧化池，也称为淹没式生物滤池。最早于20世纪70年代日本首创，近20年来,该技术在国内外都取得了长足广泛的发展和应用。生物接触氧化法就是在反应器中填加惰性填料，已经充氧的污水浸没并流经全部惰性填料，污水中的有机物与在填料上的生物膜充分接触，在生物膜上的微生物新陈代谢作用下，有机污染物质被去除.生物接触氧化法处理技术除了上述的生物膜降解有机物机理外，还存在与曝气池相同的活性污泥降解机理，即向微生物提供所需氧气，并搅拌污水和污泥使之混合,因此,这种技术相当于在曝气池内填充供微生物生长繁殖的栖息地——惰性填料,所以,此方法又称接触曝气法。生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池两者结合的生物处理技术。因此，此方法兼具备活性污泥法与生物膜法的特点。一、生物接触氧化法反应器的构造生物接触氧化池主要由池体曝气装置、填料床及进出水系统组成，如图(12-26)池体的平面形状多采用圆形，方形或矩形，其结构由钢筋混凝土浇注或用钢板焊制。池体的高度一般为4.5~5.0m，其中填料床高度为3.0~3.5m，底部布气高度为0.6~0.7m，顶部稳定水层为0.5~0.6m。填料是生物接触氧化池的重要组成部分，它直接影响污水的处理效果。由于填料是产生生物膜的固体介质，所以，对填料的性能有如下要求。1、要求比表面积大、空隙率高、水流阻力小、流速均匀；2、表面粗糙、增加生物膜的附着性，并要外观形状、尺寸均一；3、化学与生物稳定性较强，经久耐用，有一定的强度；4、要就近取材，降低造价，便于运输。目前，生物接触氧化池中常用的填料有蜂窝状填料，波纹板状填料及软性与半软性填料等，如图(12-27)所示。曝气系统由鼓风机、空气管路、阀门及空气扩散装置组成。目前常用的曝气装置为穿孔管，孔眼直径为5mm，孔眼中心距为10cm左右。布气管一般设在填料床下部，也可设在一侧。要求曝气装置布气均匀，并考虑到填料发生堵塞时能适当加大气量及蜂窝状波形板状软纤维填料图12—27生物接触氧化池内常用的填料空气原水排水曝气装置填料床处理水池体图12—26生物接触氧化池的构造提高冲洗能力。生物接触氧化池的曝气装置亦可采用表面曝气供氧，表面曝气设备详见第十一章曝气设备的内容。填料的有关性能指标表12—7填料种类材质比表面积（m2/m3）孔隙率（%）蜂窝状填料波纹状填料半软性填料软性填料玻璃钢、塑料133~36097~98硬聚氯乙烯15095变性聚乙烯塑料87~9397化学纤维~2000~99进水装置一般采用穿孔管进水，孔眼直径为5mm，间距20cm左右，水流出孔流速为2m/s。布水穿孔管可设在填料床的下部，也可设在填料床的上部，要求布水均匀。在填料床内，使得污水、空气、微生物三者充分接触，以便生物降解。要考虑填料床发生填塞时，为冲洗填料加大进水量的可能。二、生物接触氧化池的形式根据接触氧化池的进水与布气的形式，可将接触氧化池的形式分为以下几种：1、表面曝气充氧式如图(12-28)所示，此种接触氧化池与活性污泥法完全混合曝气池相类似。其池中心为曝气区，池上面安装表面机械曝气设备，污水从池底中心配入，中心曝气区的周围充满填料，称之为接触区处理水自下向上呈上向流，处理水从池顶部出水堰流出，排出池外。2、采用鼓风曝气，底部进水，底部进空气式如图(12-29)所示，处理水和空气均从池底部均匀布入填料床上，填料、污水在填料中产生上向流，填料表面的生物膜直接受水流和气流的冲击、搅拌、加建了生物膜的脱落与更新，使生物膜保持良好的活性，有利于水中有机污染物质的降解，同时上升流可以避免填料堵塞现象。此外，上升的气泡经填料床时被切割为更小的气泡，使得气泡与水的接触面积增加、氧的转移率增高。原水排泥或放空处理水图12—28生物接触氧化池的构造表面曝气机原水排泥或放空曝气装置填料床处理水池体图12—29底部进水、进气式生物接触氧化池图12—31生物接触氧化技术一段处理流程图12—31生物接触氧化技术二段处理流程3、用鼓风曝气、空气管侧部进气、上部进水式如图(12-30)所示，填料设在池的一侧，另一侧通入空气为曝气区，原水先进入曝气区，经过曝气充氧后，缓缓流经填料区与填料表面的生物膜充分接触，污水反复在填料区和曝气区循环，处理水在曝气区排出池体。由于空气和污水没有直接冲击填料，填料表面的生物膜脱落和更新较慢，但经曝气区充氧的污水，以相对静态的形式流过填料区、有利于污水中有机污染物的氧化分解。三、生物接触氧化池的工艺流程对生物接触氧化池的工艺流程，可分为一级处理流程图(12-31)和二级处理流程图(12-32)和多级处理流程。1、一级处理流程。从图(12-31)可以看出，原污水先经初次沉淀池处理后进入生物接触氧化池，经接触氧化后，水中的有机物被氧化分解，脱落或老化的生物膜与处理水进入二次沉淀池进行泥水分离，经沉淀后，沉泥排出处理系统，二沉池沉淀后的水作为处理水排放。2、二级处理流程图(12-32)所示，在二级处理流程中，两段接触氧化池串联运行，两个氧化反应池中间的沉淀池可以设也可以不设。在一段接触氧化池内有机污染物与微生物比值较高，即F/M2.2，微生物处于对数增殖期，BOD负荷率高，有机物去除较快，同时生物膜增长亦较快。在后级接触氧化池内F/M一般为0.5左右，微生物增殖处于减速增殖期或内源呼吸期，BOD负荷低，处理水水质提高。3、多级处理流程填料床图12—30侧部进气、上部进水式原水排泥或放空曝气装置空气处理水生物接触氧化池多级处理流程是连续串联3座或多个接触氧化池组成的系统。多级生物接触氧化池，在各池内的有机污染物的浓度差异较大，前级池内的BOD浓度高，后级则很低，因此在每个池内的微生物相有很大不同，前级以细菌为主；后级可出现原生动物或后生动物。这对处理效果有利，处理水水质非常稳定。另外，多级接触氧化池具有硝化和生物脱氮功能。生物接触氧化处理装置的应用与管理（一）、生物接触装置的应用近年来，生物接触氧化处理装置得到广泛应用，均取得良好效果，以下仅介绍几个典型实例。1、用以处理印染废水。COD去除率为80%-90%，BOD去除率85-95%，色度去除率80%-90%。处理水COD小于150mg/L，BOD小于30mg/L，色度小于30倍。2、用于处理含酚废水。采用生物接触处理装置处理含酚废水，接触停留时间2.5-3.oh，BOD容积负荷3.0公斤/（m2.。d），D25蜂窝填料。经过生产运行表明，生物膜生长均匀稳定，未发生填料堵塞现象，处理效好，出水水质稳定，COD平均去除率为89%，BOD和酚的平均去除率达97%，处理水水质符合国家排放标准。3、用于处理啤酒废水。处理后出水的化学耗氧量为80-100毫克/升，生化需氧量在20毫克/升以下，低于国家排放标准。（二）、生物接触氧化处理装置的运行管理生物接触氧化处理装置可以从根本上克服污泥膨胀问题，可以间歇运转，不需回流污泥，生物膜的脱落和增生可以自动保持平衡，处理效果稳定，运行管理方便等特点，但在运行管理时一应要做好以下几方面的工作。1）、加强生物相观察接触氧化池中生物膜上的生物相是很丰富的，起作用的微生物包括许多门类，由细菌、真菌、原生动物、后生动物组成比较稳定的生态系统。在正常运行和生物膜降解能力良好时，生物膜上的生物相相对稳定，细菌和原生动物之间存在着制约关系。在运行过程中，若有机物负荷或营养状况有较大变化，则原生动物中固着性钟虫、等枝虫突然消失，丝状均稀少，均胶团结构松散，而游泳性草履虫、钟虫游泳体大量出现，出水水质变差。反之，若原来出水水质较差，一旦出现钟虫、等枝虫、丝状均丛生，菌胶团结构紧密，而游泳性纤毛虫，则说明环境条件有了改善。出水水质变好。因此原生动物纤毛虫，特别是钟虫、等枝虫、盖纤虫是生物接触氧化系统运转良好的有价值的指示性生物。与活性污泥法不同的是，在生物接触氧化池中的生物膜上存在着大量的后生动物如轮虫、线虫、红斑瓢体虫。这写是以食死肉为主的动物，能软化生物膜，促使其脱落更新，从而经常保持活性和良好的净化功能。当轮虫等后生动物量多且活跃，个体肥大，则处理后出水水质良好；反之，则处理效果差。一旦发现生物呆滞，个体死亡，则预示着处理效果急剧下降。2）、控制进水pH值影响生物接触氧化池正常运转的因素主要有温度、pH值、溶解氧和营养物。而其这最为直接且于测定的pH值。对于pH值过高或过低的废水，要进行pH值的调节处理，控制生物接触氧化池pH值在6.5-9.5之间。否则，氧化池中微生物会受到不适pH值的冲击损害，影响生物相和处理效果。3）、防止接触填料的堵塞防止填料堵塞除在设计过程中采取一些必要措施（如选择的填料药同被处理污水的浓度相适应，生化需氧量浓度较低时，可选用蜂窝填料，且分层设置；生化需氧量浓度较高的废水特别是工业废水，选用软纤维天亮；填料、半软性填料等）外，在远行过程应定时加大气量对填料进行反冲洗，通常是每8小时进行一次，每次反冲5-10秒。这对于填料上衰老生物膜的脱落，促进生物膜的新陈代谢，防止填料堵塞是有效的