污水處理生物膜法生物接觸氧化池

1、污水處理生物膜法生物接觸氧化池Newly compiled on November 23, 2020污水處理生物膜法生物接觸氧化池一、概述生物接觸氧化處理技術(shù)的實(shí)質(zhì)之一是在池內(nèi)充填填料，已充氧的污水將填料浸沒(méi)全 部，并以一定的流速流經(jīng)填料。而填料上布滿生物膜，污水與生物膜通過(guò)接觸，在生物 膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化，因 此，生物接觸氧化處理技術(shù)又稱為淹沒(méi)式曝氣生物濾池。二、生物接觸氧化池的構(gòu)造接觸氧化池是由池體、填料及支架、曝氣裝置、進(jìn)出水裝置以及排泥管道等部件所 組成。生物接觸氧化池的構(gòu)造示意圖見圖生物接觸氧化池的構(gòu)造示意圖(一)池體池體的作用除

2、了進(jìn)行凈化污水外，還要考慮填料，布水、布?xì)獾仍O(shè)施的安裝。當(dāng)池 體容積較小時(shí)可采用圓形鋼結(jié)構(gòu)，池體容積較大時(shí)可采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。池體的 平面尺寸以滿足布水、布?xì)饩鶆?，填料安裝、維護(hù)管理方便為準(zhǔn)。池體的底壁須有支承 填料的框架和進(jìn)水進(jìn)氣管的支座。池體厚度根據(jù)池的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求來(lái)計(jì)算。高度則由填 料、布水布?xì)鈱?、穩(wěn)定水層以及超高的高度來(lái)計(jì)算。同時(shí)，還必須考慮到充氧設(shè)備的供 氣壓力或提升高度。各部位的尺寸一般為：池內(nèi)填料高度為;底部布?xì)鈱痈邽轫敳糠€(wěn) 定水層，總高度約為(-)填料1 .填料的要求填料是生物膜的載體，所以也稱之為載體。填料是接觸氧化處理工藝的關(guān)鍵部位， 它直接影響處理效果，同時(shí)，它的費(fèi)

3、用在接觸氧化系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用中占的比重較大，約占55%60%;同時(shí)載體填料直接關(guān)系到接觸氧化法的經(jīng)濟(jì)效果，所以選定適宜的填料是具有經(jīng)濟(jì)和技術(shù)意義的。接觸氧化處理工藝對(duì)填料的要求如下：在水力特性方面，比表面積大、空隙率高、水流通暢、阻力小、流速均一；要求形狀規(guī)則、尺寸均一，表面粗糙度較大；填料表面電位高，附著性強(qiáng)；(3)化學(xué)與生物穩(wěn)定性較強(qiáng)，經(jīng)久耐用，不溶出有害物質(zhì)，不導(dǎo)致產(chǎn)生二次污染；(4)在 經(jīng)濟(jì)方面要考慮貨源、價(jià)格，也要考慮便于運(yùn)輸與安裝等。2 .填料類型填料可分為懸掛式填料、懸浮式填料和固形塊狀填料三種類型。(1)懸掛式填料懸掛式填料有四個(gè)品種，分別為半軟性填料、組合填料、軟性填料和彈性立

4、體填料；懸浮式填料常用的有空心柱狀、空心球狀、外形呈籠架、內(nèi)裝絲形或條形編織物以及海綿塊狀 的軟性懸浮式填料；(3)固形塊狀填料固形塊狀填料主要有蜂窩直管形塊狀填料和立體波紋塊狀填料兩種。目前常采用的 填料是聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、環(huán)氧玻璃鋼等做成的蜂窩狀和波紋板狀填料。近年 來(lái)國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行纖維狀填料的研究，纖維狀填料是用尼龍、維綸、晴綸、滌淪等化學(xué)纖 維編結(jié)成束，呈繩狀連接。為安裝檢修方便，填料常以料框組裝，帶框放入池中。當(dāng)需 要清洗檢修時(shí)，可逐框輪替取出，池子無(wú)需停止工作。3 .填料的性能目前國(guó)內(nèi)常用的填料有：整體型、懸浮型和懸掛型，其技術(shù)性能見下表。項(xiàng)目整體型填料懸浮型填料懸掛型填料立

5、體網(wǎng) 狀蜂窩直 管小 50mmX50mm內(nèi)置式半軟性 填料彈性立 體填料比表面積/(m?/in3)501107411027865070080120116133空隙率/%9599989990 97K/大4纖重g/ 知，M儲(chǔ)束”個(gè) 12個(gè)于維維量大于96成品重量20kg/m33845Kg/m3m33填充率/%304050706080填料容積負(fù)荷/ kgCOD/(m3 d)正常負(fù)荷3223超負(fù)荷4635安裝條件整體整體懸浮懸浮吊裝吊裝支架形式平格柵平格柵繩網(wǎng)繩網(wǎng)上下框 架固定上下框架 固定填料技術(shù)性能參數(shù)(三)供氣裝置接觸氧化池均勻地布?xì)夂苤匾?，它?duì)于發(fā)揮填料作用，提高氧化池工作效率有很大關(guān)系。供氣

6、的作用有三個(gè)方面：(1)供氧。對(duì)于生物接觸氧化池，溶解氧一般控制在45mg/L左右。(2)充分?jǐn)嚢栊纬晌闪鳎欣诰鶆虿妓?。紊流愈甚，被處理水與生物膜的接觸效率愈高，傳質(zhì)效率良好，從而處理效果也愈佳。防止填料堵塞,促進(jìn)生物膜更新。生物接觸氧化池的供氣裝置有三種，包括鼓風(fēng)供氣，表曝機(jī)、水力噴射供氣裝置。1.鼓風(fēng)供氣鼓風(fēng)供氣裝置由鼓風(fēng)機(jī)、輸氣管道和曝氣器等部件組成。布?xì)夤芸刹贾迷诔刈又?心，中心曝氣見下圖1?？刹贾迷趥?cè)面，側(cè)面曝氣見圖2。也可布置在全池，全面曝 氣，即整個(gè)池底安裝穿孔布?xì)夤埽細(xì)庀嗷フ?，形成如x的方格。圖1池中心供氣方式圖2池側(cè)面供氣方式2 .表曝表面機(jī)械曝氣裝置一般采用安裝在的

7、中心曝氣型接觸氧化池中,表面機(jī)械曝氣供氣 形式。表面機(jī)械曝氣供氣形式3 .水力噴射供氣裝置由循環(huán)泵、管道、導(dǎo)流筒和射流曝氣器等部件組成。氧化池內(nèi)污水由循環(huán)泵實(shí) 施強(qiáng)制循環(huán)，當(dāng)有壓污水經(jīng)過(guò)射流曝氣器時(shí)，在射流曝氣器內(nèi)形成負(fù)壓，從環(huán)境中吸入 空氣，并在射流曝氣器內(nèi)產(chǎn)生氣水混合，氣水混合液在氧化池底釋放，氣泡上浮時(shí)實(shí)施 充氧。水力噴射供氣裝置對(duì)氧的利用率為15%左右，一般適用于低有機(jī)負(fù)荷的中小型污 水處理站或?qū)Νh(huán)境噪聲有較高要求場(chǎng)所。三、生物接觸氧化池的形式接觸氧化池按曝氣裝登的位置，分為直流式與分流式。1 .直流式直流式接觸氧化池的特點(diǎn)是直接在填料底部曝氣，在填料上產(chǎn)生上向流，生物膜受 到氣流的沖

8、擊、攪動(dòng)，加速其脫落、更新，使生物膜經(jīng)常保恃較高的活性，而且能夠避 免堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生。此外，上升氣流不斷與填料撞擊，使氣泡反復(fù)切割，粒徑減小，增加了氣泡與污水的接觸面積，提高了氧的轉(zhuǎn)移率。國(guó)內(nèi)多采用直流式的接觸氧化池，下 圖為直流式生物接觸氧化池示意圖。直流生物接觸氧化池示意圖2 .分流式分流式接觸氧化池充氧與填料分置于單獨(dú)的區(qū)間，使污水在充氧間與填料間循環(huán)流 動(dòng)，這種形式在國(guó)外多采用。分流式接觸氧化池有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖,供氧狀況良 好。但水流對(duì)生物膜沖刷力小，膜更新慢，易堵塞，下圖所示的是分流式接觸氧化池示 意圖。分流式接觸氧化池示意圖四、生物接觸氧化法的工藝流程生物接觸氧化處理技術(shù)的工

9、藝流程，一般可分為：一段處理流程、二段處理流程、 多段處理流程。1) 一段處理流程也稱一氧一沉法。原水先經(jīng)調(diào)節(jié)池，再進(jìn)入生物接觸氧化池，然后流入二次沉淀池 進(jìn)行泥水分離。處理后的上層水排放或作進(jìn)一步處理，污泥從二次沉淀池定期排走。這 種流程雖然在氧化池中有時(shí)會(huì)引起短路，但全池填料上的生物膜厚度幾乎相等，BOD 負(fù)荷大體相同，具有完全混合型的特點(diǎn)，營(yíng)養(yǎng)物(F)與活性微生物的重量(M)之比較低， 微生物的生長(zhǎng)處于下降階段。此時(shí)微生物的增殖不再受自身生理機(jī)能的限制，而是由污 水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量起主導(dǎo)作用。2)二段處理流程也稱二氧二沉法。采用二段法的目的，是為了增加生物氧化時(shí)間，提高生化處理效 率，同時(shí)

10、更適應(yīng)原水水質(zhì)的變化，使處理水質(zhì)穩(wěn)定。原水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后，進(jìn)入第一生 物接觸氧化池，然后流入中間沉淀池進(jìn)行泥水分離，上層水繼續(xù)進(jìn)入第二接觸氧化池， 最后流入二次沉淀池，再次泥水分離，出水排放，沉淀池的污泥定期排出。在二段法流程中,需控制第一段氧化池內(nèi)微生物處于較高的F/M條件，當(dāng)F/M 時(shí)，微生物生長(zhǎng)率可處于上升階段，此時(shí)營(yíng)養(yǎng)物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)微生物生長(zhǎng)所需，微生物生長(zhǎng) 不受營(yíng)養(yǎng)因素的影響，只受自身生理機(jī)能的限制，因而微生物繁殖很快，活力很強(qiáng)，吸 附氧化有機(jī)物的能力較高，可以提高處理效率。為了維持微生物能處于較高的F/M條件 下，BOD負(fù)荷隨之提高，處理水中有機(jī)物濃度也就必然要高一些，這樣在第二階段氧

11、 化池內(nèi)，須根據(jù)需要控制適當(dāng)?shù)腇/M條件，一般在左右，此時(shí)的微生物處于生長(zhǎng)率下降 階段后的內(nèi)源性呼吸階段。由此可見，二段法流程的微生物工作情況與推流式活性污泥 法或活性污泥AB法相似。一段法流程簡(jiǎn)單易行，操作方便，投資較省，但對(duì)BOD的降解能力不如二段法。二 段法流程處理效果好，可以縮短生物氧化所需的總時(shí)間，但增加了處理裝置和維護(hù)管理 工作，投資也比一段法高。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷較低，水力負(fù)荷較大時(shí)，采用一段法 為好。當(dāng)有機(jī)負(fù)荷較高時(shí)采用二段法或推流式更為恰當(dāng)。試驗(yàn)表明，二段法中的第一接 觸氧化池，與第二接觸氧化池容積比宜選用7: 3為好。在推流式流程中，既可按BOD 變化的條件分格（第一格最

12、大，以后逐漸減小）；也可按水力負(fù)荷分格（每格為相等大 ?。欢?、二段接觸氧化工藝處理流程示意圖見下圖。一段、二段接觸氧化工藝處理流程示意圖3）多段處理流程上面所述一段、二段為兩種基本流程，隨著實(shí)踐的變化，這兩種流程可以隨之變 化。例如，有將接觸氧化池分格，不設(shè)中間沉淀池，按推流型運(yùn)行，形成多段處理流程。氧化池分格后，可使每格的微生物與負(fù)荷條件更相適應(yīng)，利用微生物專性培養(yǎng)馴化，提高整的處理效率，其工藝流程如下圖所示。多段接觸氧化工藝處理流程示意圖五、生物接觸氧化法的主要特點(diǎn)生物接觸氧化法與活性污泥法相比，兩者的綜合造價(jià)基本相同，但生物接觸氧化法 比活性污泥法有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)適用范圍廣；處

13、理系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性較高；(3)動(dòng)力消耗低；(4)可間歇運(yùn)行。盡管生物接觸氧化法具有許多優(yōu)點(diǎn)，是一種高效的生化處理工藝，但也存在著一些 缺點(diǎn)：(1)生物膜的厚度隨負(fù)荷的增高而增大，負(fù)荷過(guò)高則生物膜過(guò)厚，引起填料堵塞，故負(fù)荷 不易過(guò)高，同時(shí)要有防堵塞的沖洗措施；填料及支架等往往導(dǎo)致建設(shè)費(fèi)用增加，更換填料時(shí)工作量大。六、生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)生物接觸氧化法是具有活性污泥法和生物膜法特點(diǎn)的一種新型生物處理技術(shù)。生物 接觸氧化裝置與其他形式的生物處理裝置一樣，需要配置前處理工序(如粗、細(xì)格柵、 隔油沉渣、調(diào)節(jié)中和及初沉池等)和后續(xù)處理工序(如沉淀、消毒、計(jì)量等)，組成一 個(gè)完整的污水處理系統(tǒng)。(-)設(shè)

14、計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素(1)按平均廢水量設(shè)計(jì)，填料體積按容積負(fù)荷計(jì)算。設(shè)計(jì)負(fù)荷應(yīng)由試驗(yàn)或參照相似污水的實(shí)際運(yùn)行資料確定；根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和處理要求采用一段或二段式，并且不少于兩個(gè)系列；(3)污水在接觸氧化池內(nèi)有效停留時(shí)間不小于2h;(4)進(jìn)入接觸氧化池的廢水BOD5濃度控制在100300mg/L范圍內(nèi)，當(dāng)大于300mg/L時(shí)，可考慮采用處理水回流稀釋；填料層總高一般取3m,分層設(shè)置，由填料品種確定，一般單層不宜超過(guò)L5m;(6) DO量一般應(yīng)維持在2. 5L之間，氣水比約為1520:1;(7)為保證布水、布?xì)饩鶆?，每格生物接觸化池面積應(yīng)在25m3以內(nèi)；(8)容積負(fù)荷生物接觸氧化池典型負(fù)荷率可參考下表、此

15、表摘自英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。處理要求工藝要求容積負(fù)荷kgBOD5/(m3 d)kgNH3- N/(m3 d)碳降解高負(fù)荷25碳降解/硝化2z三級(jí)硝化20mgB0D5/L1生物接觸氧化池的典型負(fù)荷(-)計(jì)算D生物接觸氧化池容積生物接觸氧化池容積計(jì)算采用公式1。V=Q(SO - Se)/Fv式中V一氧化池容積，m3;O設(shè)計(jì)處理摸，m3/d;o 一進(jìn)水BOD5濃度，mg/L;Se一出水 BOD5 濃度，rng/L;Fv 一設(shè)計(jì)采用的填料容積負(fù)荷率，kgBOD5/ (m3 d)o2)總面積A=V/Hv式中H填料高度，一般取3m。3)氧化池格數(shù)N=A/f式中f分格面積，當(dāng)nN2,每格面積fW25吊。(三)工程實(shí)例一啤酒廠廢水處理工程設(shè)計(jì)水縣400m3/d,設(shè)計(jì)水質(zhì)COD為1500mg/L, BOD5為 900mg/L,SS為500mg/L。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB89781996 的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：CODW 150mg/L, BOD560mg/L, SS150mg/Lo生物接觸氧