e第六節(jié) 生物接觸氧化法

1、第六節(jié)生物接觸氧化法一、概述生物接觸氧化法的處理構(gòu)筑物是浸沒曝氣式生物濾鵂，也稱生物接觸氧化池。其基本流程包括:初次沉淀池生物接觸氧化池二次沉淀池。生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置填料，填料淹沒在廢水中，填料上長滿生物膜，廢水與生物膜接觸過程中，水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉(zhuǎn)化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜，隨水流到二沉池后被去除，廢水得到凈化。在接觸氧化池中，微生物所需要的氧氣來自水中，而廢水則自鼓人的空氣不斷補充失去的溶解氧?？諝馐峭ㄟ^設(shè)在池底的布氣系統(tǒng)供給。圖13-33集中布氣式浸沒曝氣生物濾池示意圖生物接觸氧化法具有下列特點：(1) 由于填料的比表面積大，池內(nèi)的充氧條件良好。生物接觸氧

2、化池內(nèi)單位容積的生物固體量高于活性污泥法曝氣池及普通生物濾池，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；(2) 生物接觸氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便；(3) 由于生物固體量多，水流又屬完全混合型，因此生物接觸氧化池對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應(yīng)能力；(4) 生物接觸氧化池有機容積負荷較高時，其f/m保持在較低水平，污泥產(chǎn)量較低。二、生物接觸氧化池的構(gòu)造圖1334為接觸氧化池構(gòu)造示意圖。圖13-34接觸氧化池構(gòu)造示意圖接觸氧化池的主要組成部分有池體、填料和布水布氣裝置。板狀填料蜂窩狀填料圖13-35填料1) 池體反應(yīng)器池體的作用是接受被處理廢水，在池內(nèi)的固定部位充填填料

3、，設(shè)置曝氣系統(tǒng)；為微生物創(chuàng)造適宜的環(huán)境條件；強化有機污染物的降解反應(yīng)，排放處理水及污泥。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形狀，在表面上可為圓形，方形和矩形，表面尺寸以滿足配水布氣均勻，便于填料充填和便于維護管理等要求確定，并應(yīng)盡量考慮與前處理構(gòu)筑物及二沉池的表面形式相協(xié)調(diào)，以降低水頭損失。反應(yīng)器的高度則由填料層、配水層、布氣層、填料層上的穩(wěn)定水層高度及保護高度而定。同時也要考慮曝氣系統(tǒng)的壓力以及水泵的提升高度等因素。在一般情況下。填料層高度介于2.03.5m之間，多采用3om，池底部曝氣布氣層高度取值060.7m，填料上穩(wěn)定水層高0.50.6m，反應(yīng)器總高度介于4.55.om左右。2) 進水系統(tǒng)廢水在接觸氧化反應(yīng)

4、器內(nèi)的流態(tài)，基本上為完全混合式，因此，對進水系統(tǒng)無特殊構(gòu)造要求，可以考慮用管道直接進水，可從底部進水與空氣同向流動，也可以從上部進水與空氣流向相對，即逆向流系統(tǒng)。3）出水系統(tǒng)接觸氧化反應(yīng)器裝置的處理水出流系統(tǒng)也比較簡單，當(dāng)采用同向流系統(tǒng)時，在池頂四周設(shè)集水堰與出水槽排放處理水，而當(dāng)采用逆向流系統(tǒng)時，則在反應(yīng)器外壁設(shè)集水環(huán)廊，并在其頂部設(shè)溢流堰與出水槽。4） 填料充填支架填料充填支架安設(shè)在反應(yīng)器內(nèi)的固定位置，用以安裝、固定填料，安設(shè)的部位與方式則根據(jù)采用的填料類型與安裝方式確定。材料可用鋼材或塑料，當(dāng)采用鋼材時應(yīng)考慮防腐措施。2接觸氧化反應(yīng)器的分類一般按曝氣充氧和與填料接觸的方式分類，就此，可分

5、為分流式與直流式接觸氧化反應(yīng)器。1）分流式式接觸氧化反應(yīng)器對廢水的充氧曝氣和與填料的接觸反應(yīng)，分別在兩個不同的隔間內(nèi)進行。分流式接觸氧化反應(yīng)器，廢水在曝氣充氧隔間內(nèi)進行曝氣，在這里進行氧的轉(zhuǎn)移過程，充氧后的廢水再流經(jīng)充填著填料的另一隔間，與生物膜充分接觸，這種方式使廢水多次反復(fù)地通過充氧與接觸反應(yīng)兩個過程，溶解氧充足，而在接觸區(qū)非常有利于微生物的生長。但這種方式在接觸區(qū)水流緩慢，沖刷力小，生物膜更新緩慢，逐漸增厚易于形成厭氧層，可能產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，對此，在填料下部設(shè)反沖洗空氣管，定期進行鼓風(fēng)，對生物膜進行吹脫。日本多采用分流式接觸氧化反應(yīng)器。 2） 直流式接觸氧化反應(yīng)器又稱全面曝氣式接

6、觸氧化反應(yīng)器，在裝置和填料底部均勻地配設(shè)空氣擴散裝置，空氣接進入填料區(qū)與生物膜接觸，并對其沖刷，生物膜更新頻率高，活性強并且穩(wěn)定。我國一般多采用直流式接觸氧化反應(yīng)器。3) 接觸氧化的一體化工藝系統(tǒng)3 填料(1) 有關(guān)填料的論述填料是生物膜的載體，是接觸氧化處理工藝的核心部位，直接影響接觸氧化工藝的凈化功能，因此，對填料在各方面有著一定的要求，歸納起來，主要有以下各項。(a) 必須具有良好的生物膜固著性能廢水通人后，填料表面能否較快地，而且是全面地為生物膜所固著、覆蓋，這是選定填料的一項重要的因素。首先，填料表面粗糙度的大小是使生物膜生成與固著的重要因素之一，粗糙度大，有機污染物易于在表面滯留，

7、微生物易于繁衍，生物膜易于形成與固著。日本專家北尾高嶺曾進行過試驗，他用砂紙將聚氯乙烯和聚乙烯膜片表面打磨，以增大其粗糙度，并與未打磨的膜片進行對比試驗，結(jié)果判明，經(jīng)打磨的表面上，生物膜的固著量明顯增高。其次，生物膜主要是由作為親水粒子的微生物所組成，因此，填料表面應(yīng)是親水的。第三，填料表面的靜電作用也是生物膜形成與固著的因素。在一般情況下，微生物帶有負電，對此，填料表面以帶有正電為宜，而且電位越高，生物膜也越易于生成與固著。(b) 反應(yīng)器內(nèi)的微生物量是以單位容積上固著的生物膜量表示的，單位容積填料的表面積越大，固著的生物膜量也越多，因此，比表面積大也是選定填料的一項重要因素。(c) 充填填料

8、后接觸氧化池內(nèi)的水力特性廢水在接觸氧化反應(yīng)器內(nèi)的流動必須是通暢的，阻力低，并能夠比較均勻地與填料表面上的生物膜充分接觸，而且不存在滯水區(qū)和死水區(qū)。影響水力特性的主要因素是填料的充填率、空隙率、比表面積及填料的形狀與尺寸。填料在接觸氧化池內(nèi)的充填率，一般在7080左右，不宜過高和過低，過高可能影響水流的水力特性，過低則將影響生物膜量，從而使反應(yīng)器的降解功能降低?？障堵逝c比表面積是互為影響的兩項因素，從提高生物量的要求考慮，以采用比表面積較大的填料為宜，但是，這樣將使空隙率降低。并帶來一系列問題，空隙率降低將使水流阻力增大，這樣既提高了能耗，也增加了填料堵塞的可能性；為了避免堵塞，有時需要進行反沖

9、洗，提高反沖洗強度，能夠使微型動物受到?jīng)_刷，破壞或縮短了生物膜上固有咄食物鏈，使污泥的產(chǎn)量提高，增大污泥處理的工作量，因此，填料的比表面積不宜過大。填料的形狀與尺寸是影響廢水在填料間流動流態(tài)的重要因素。(2) 填料應(yīng)具有的條件根據(jù)前面所述，用于接觸氧化反應(yīng)器的填料應(yīng)具備的條件，可歸納為下列各項。(a) 生物膜生成、固著性能良好；(b) 比表面積較大；(c) n空隙率高；(d) 具有一定的強度，堅固耐用；(e) 化學(xué)及生物學(xué)的穩(wěn)定性強，不溶出有毒有害物質(zhì)，不造成二次污染；(f) 耐腐蝕、耐老化，不變形；(g) 比重與水接近，不使水中構(gòu)筑物承擔(dān)過大的荷載；(h) 形狀規(guī)范、尺寸均一；(i) 價格適

10、宜、供應(yīng)充分，便于安裝和運輸。4. 曝氣（1） 曝氣的作用對生物接觸氧化反應(yīng)器進行曝氣的作用有以下各項1) 供氧在接觸氧化反應(yīng)器內(nèi)進行的是好氧反應(yīng)，有機底物降解是在好氧菌的作用下產(chǎn)生的，好氧微生物對有機底物的氧化以及各項生理活動都需要氧在接觸氧化反應(yīng)器內(nèi)必須保持一定的溶解氧濃度。2) 對生物膜進行吹脫促進生物膜更新向填料鼓風(fēng)曝氣，填料上的生物膜受到?jīng)_刷和剪切力的作用，使衰老的生物膜及時脫落，促進生物膜的更新，使生物膜經(jīng)常保持活性狀態(tài)。3) 充分攪拌、加強接觸、強化傳質(zhì)向填料鼓風(fēng)曝氣，使反應(yīng)器內(nèi)廢水充分攪動，形成強烈的紊流，提高廢水與生物膜的接觸效果，強化有機底物和溶解氧向生物膜的傳質(zhì)進程。(2

11、) 需氧量與供氣量關(guān)于生物接觸氧化反應(yīng)器的需氧量，與活性污泥法相較，在理論探討方面的工作還有待深入，但是，有關(guān)活性污泥處理系統(tǒng)在需氧量方面的數(shù)據(jù)及計算式，對接觸氧化反應(yīng)器都是有效可用的，只是在應(yīng)用時要適當(dāng)考慮接觸氧化工藝的特點。其一，對活性污泥處理工藝，每去除lkgbod5的需氧量，一般介于o.91.3kg之間，設(shè)計應(yīng)用時，往往取用其中高值以策安全。接觸氧化工藝可能存在下列情況，當(dāng)采用直流式全面曝氣時，生物膜直接受到吹脫，更新較快，部分有機底物被生物膜吸收，但未能進行氧化，生物膜即被吹脫下來，需氧量將降低，所以在應(yīng)用上列數(shù)據(jù)時，可考慮取其中低值或中值。其二，對活性污泥法工藝，在曝氣池出口處的處

12、理水中溶解氧(do)含量不得低于2mg/l，這一數(shù)據(jù)對接觸氧化工藝也是適用的。這樣，在進入填料區(qū)廢水中的溶解氧含量應(yīng)在46mg/l左右。（3）需氧量的理論計算法(4) 曝氣方式與系統(tǒng)生物接觸氧化反應(yīng)器對曝氣系統(tǒng)的總的要求是：充氧效果好，空氣能夠均勻地通過填料對生物膜有一定的吹脫作用，維護方便，價格適宜。前已敘及，接觸氧化反應(yīng)器的曝氣方式有：分流式的中心曝氣和一側(cè)曝氣；直流式的全面曝氣等。按供氣方式則有鼓風(fēng)曝氣、表面機械曝氣及射流曝氣等。我國廣泛使用的是鼓風(fēng)曝氣的全面曝氣?？諝馐峭ㄟ^空氣擴散裝置向填料擴散的，生物接觸氧化裝置對空氣擴散裝置要求具備的條件有：對氣泡多次切割，氧的轉(zhuǎn)移率高，動力效率也

13、高，氣水混合作用強，對生物膜產(chǎn)生一定的吹脫作用，構(gòu)造比較簡單，運行阻力小耗能低，不易堵塞以及價格適宜等。(5) 空氣量的計算在空氣擴散裝置選定后，下一步的工作是確定空氣量，即確定應(yīng)向反應(yīng)器填料層供入的空氣量。a. 先計算需氧量o2。b. 為安全計，提高理論計算值，實際的需氧量r為：。r=(1.331.61)o2即實際的供氧量應(yīng)較理論供氧量超出3361。 三、生物接觸氧化池的設(shè)計計算生物接觸氧化池工藝設(shè)計的主要內(nèi)容是計算池子的有效容積和尺寸、空氣量和空氣管道系統(tǒng)。池子的有效容積的計算主要是根據(jù)有機負荷率進行，也有根據(jù)水力停留時間計算的。有機負荷率可根據(jù)試驗確定或參照同類型的已投產(chǎn)工程取得。highway 1/2. rail transportation and land use there . big. urban rail transit as a low-pollution urban public transport has become a major p