試驗(yàn)4曝氣生物濾池

1、實(shí)驗(yàn)4曝氣生物濾池仿真實(shí)驗(yàn)1.曝氣生物濾池簡介曝氣生物濾池屬于生物膜處理工藝，是污水處理廠生化處理的核心，也即主處理工藝。 如圖1所示。圖1曝氣生物濾池（1）曝氣生物濾池掛膜使具有代謝活性的微生物污泥在處理系統(tǒng)中濾料上固著生長的過程稱之為掛膜。掛膜也就是生物膜處理系統(tǒng)中膜狀微生物的培養(yǎng)和馴化過程。對于生活污水、城市污水以及與城市污水相近的工業(yè)廢水，采用曝氣生物濾池處理工藝的話，其掛膜過程一般采用直接掛膜法。直接掛膜法即在合適的環(huán)境條件下（水溫、溶解氧等）和水質(zhì)條件（pH值，BOD C/N等）下，讓處理系統(tǒng)正常運(yùn)行。該過程分兩階段進(jìn)行， 第一階段是在濾池中連續(xù)鼓入空氣的情況下，每隔半小時(shí)泵入半小

2、時(shí)污水，空塔水流速控制在1.5m/h以內(nèi)；第二階段同樣是在濾池中連續(xù)鼓入空氣的情況下，連續(xù)泵入污水，使空塔 水流速逐漸從1.5m/h增加到設(shè)計(jì)流速。第一階段一般需要1015d時(shí)間，第二階段一般需要810d時(shí)間，這兩階段完后就可以完成掛膜過程。對于不易生化處理的一些工業(yè)廢水，采用曝氣生物濾池工藝，為了保證掛膜的順利進(jìn)行， 可以通過預(yù)先培養(yǎng)和馴化相應(yīng)的活性污泥（或類似污水處理廠的污泥），然后再投入到曝氣生物濾池中進(jìn)行掛膜，即分布掛膜法。具體做法是先用生活污水或其與工業(yè)廢水的混合污水 培養(yǎng)出活性污泥，將該污泥和適量的工業(yè)廢水放入一循環(huán)池中，從此池用泵打入生物濾池中，出水或反沖洗污泥回流入循環(huán)池。待濾

3、料表面掛膜后，可以直接通水運(yùn)行或繼續(xù)循環(huán)運(yùn)行， 隨著膜厚度的增長，可以逐步增大工業(yè)廢水的比例，直至完成掛膜過程。（2）曝氣生物濾池運(yùn)行控制a.布水與布?xì)鈱τ谏餅V池處理設(shè)施，為了保證其微生物膜的均勻增長，防止污泥堵塞濾料，保證處理效果的均勻，應(yīng)對濾池均勻布水和布?xì)?。由于設(shè)計(jì)上不可能保證布水和布?xì)獾慕^對均勻， 運(yùn)行時(shí)應(yīng)利用布水、布?xì)庀到y(tǒng)的調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)各池或池內(nèi)各部分的配水或供氣量，保證均勻布水、布?xì)?。由于生物濾池采用濾頭布水，所以濾頭的堵塞會(huì)使污水在濾料層中分配不均， 結(jié)果濾料層受水量影響發(fā)生差異，會(huì)導(dǎo)致微生物膜的不均勻生長，進(jìn)一步又會(huì)造成布水布?xì)獾牟痪鶆颍詈笫固幚硇式档?。為防止布水管和濾

4、頭的堵塞，必須提高預(yù)處理設(shè)施對油脂 和懸浮物的去除率；保證通過濾頭有足夠的水力負(fù)荷。 對于布?xì)庀到y(tǒng)，由于曝氣生物濾池采 用不易堵塞的單孔膜曝氣器， 所以在運(yùn)行中被大量堵塞的幾率不大， 如有堵塞，則可根據(jù)具 體情況調(diào)節(jié)空氣閥門，使供氣勻，并可用曝氣器沖洗系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。b、濾料預(yù)處理 對于濾池中的生物濾料，在被裝入濾池前需對其進(jìn)行分選、浸洗等預(yù)處理， 以提高濾料顆粒的均勻性，并去除塵土等雜質(zhì)。運(yùn)行觀察與維護(hù)生物濾料在曝氣生物濾池中正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)定期觀察生物膜生長和脫膜情況，觀察其是否被損害。 有很多原因會(huì)造成微生物膜生長不均勻，這會(huì)表現(xiàn)在微生物膜顏色、微生物膜脫落的不均勻性上，一旦發(fā)現(xiàn)這些問題，應(yīng)

5、及時(shí)調(diào)整布水布?xì)獾木鶆蛐裕?并調(diào)整曝氣強(qiáng)度來予以糾正。由于濾料容易堵塞，可能需要加大水力負(fù)荷或空氣強(qiáng)度來沖洗。 在某些情況下，如水溫或氣溫過低，需要增加保溫措施。另外，由于濾池反沖洗強(qiáng)度過大時(shí) 有可能會(huì)使少量濾料流失，所以每年定期檢修時(shí)需視情況給予添加。C生物相觀察對于城市污水處理廠， 生物膜外觀粗糙，具有粘性，顏色是泥土褐色，厚度約300400 科m。濾池中濾料上生物膜的生物相特征與其他工藝有所區(qū)別，主要表現(xiàn)在微生物種類和分布方面。一般來說，由于水質(zhì)的逐漸變化和微生物生長環(huán)境條件的改善，生物膜系統(tǒng)存在的微生物種類和數(shù)量均較活性污泥工藝大，尤其是絲狀菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物種類增加，厭氧菌和兼性

6、菌占有一定比例。在分布方面的特點(diǎn)，主要是沿生物膜厚度和進(jìn)水流向呈現(xiàn)出不同的微生物種類和數(shù)量。在濾料層的下部（對于上向流卜濾料層的上部（對于下向流）或生物膜的表層，生物膜往往以菌膠團(tuán)細(xì)菌為主，膜也較厚；而在濾料層的上部（對于上向流卜濾料層的下部（對于下向流）或生物膜的內(nèi)層，由于有機(jī)物濃度梯度的變化，生物膜中會(huì)逐漸出 現(xiàn)絲狀菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物，生物的種類不斷增多，但生物量及膜的厚度減少。水質(zhì)的變化會(huì)引起生物膜中微生物種類和數(shù)量的變化。在進(jìn)水濃度增高時(shí)，可看到原有特征性層次的生物下移的現(xiàn)象，即原先在前級或上層的生物可在后級或下層中出現(xiàn)。因此， 可以通過這一現(xiàn)象來推斷污水有機(jī)物濃度和污泥負(fù)荷的變化

7、情況。（3）運(yùn)行中應(yīng)注意的問題a.溶解氧為了實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化，必須在各段濾池中連續(xù)測定溶解氧數(shù)值，并加以控制調(diào)節(jié)。在DC、N濾池中的曝氣階段需要不斷調(diào)節(jié)溶解氧水平，使溶解氧達(dá)到較高水平（約23mgO2/L）,通過溶解氧（DO）在線檢測儀表測定濾池出水中的溶解氧濃度，并反饋至PLC控制系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)控制變頻器從而改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來達(dá)到目的；而DN濾池反硝化必須在缺氧的條件下進(jìn)行，而在有氧的條件下反硝化過程就停止，所以運(yùn)行中應(yīng)使濾池中溶解氧濃度達(dá)到較低水平（約 0.2 0.5 mgO2/L）ob.濾料更新更換因曝氣生物濾池需定期進(jìn)行反沖洗，濾料會(huì)因反沖洗強(qiáng)度控制不當(dāng)或磨損等原因而少量流失或損耗，故要

8、定期根據(jù)填料損耗程度和處理水質(zhì)狀況進(jìn)行適量補(bǔ)充，該過程一般集中在每年大修時(shí)進(jìn)行。c反沖洗在曝氣生物濾池運(yùn)行中，隨著運(yùn)行的進(jìn)行，濾料上生長的微生物膜漸漸增厚，在增厚初期，有利于去除率的提高；而在增厚到一定程度時(shí)，微生物的活性降低，并開始有一定程度 的脫落。正常運(yùn)行時(shí)，微生物膜的厚度一般應(yīng)榨制在300400 m,此時(shí)生物膜新陳代謝能力強(qiáng)，出水水質(zhì)好。當(dāng)膜的厚度超過這一范圍時(shí)：氧的傳遞速率減小，微生物吸收的氧量過低，影響微生物的增殖，生物膜活性變差，同時(shí)又抑制絲狀菌的生長，結(jié)果使去除能力降低，出水水質(zhì)變壞；傳質(zhì)速度減緩，使微生物吸收有機(jī)物濃度過低，造成營養(yǎng)不足。此外，進(jìn)水中的顆粒物質(zhì)被截留在濾池的濾

9、料空隙中，同時(shí)，過量生長的微生物也聚集在生物曝氣濾池表面和填料的空隙中。隨著處理過程的持續(xù)運(yùn)行，填料的空隙度減小， 這時(shí)曝氣生物濾池的運(yùn)行加大了濾池的水頭損失，最后總的水頭損失可能達(dá)到或接近使設(shè)計(jì)流量通過生物曝氣濾池所必須的水頭或是出現(xiàn)顆粒穿透。在這種情況下，曝氣生物濾池即應(yīng)停止運(yùn)行并進(jìn)行反沖洗。反沖洗是維持曝氣生物濾池功能的關(guān)鍵，其基本要求是在較短的反沖洗時(shí)間內(nèi)，使填料得到適度的清洗，恢復(fù)濾料上微生物膜的活性，并將濾料截留的懸浮物和老化脫落的微生物 膜通過反沖洗而排出池外。反沖洗的質(zhì)量對出水水質(zhì)、工作周期、運(yùn)行狀況的影響很大。反沖洗程序?yàn)橄葐为?dú)用空氣進(jìn)行反沖洗，然后再采用氣水聯(lián)合反沖洗，停止

10、清洗30s,最后用水清洗。在進(jìn)水管、出水管、曝氣管、反沖洗水管和空氣管道上均安裝有自動(dòng)閥門，并通過 微機(jī)對整個(gè)反沖洗過程進(jìn)行自動(dòng)程序控制。曝氣生物濾池的反沖洗周期必須根據(jù)出水水質(zhì)、濾料層的水力損失，出水濁度綜合而定，并由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)程序控制。對于城市生活污水， 一般情況下通常運(yùn)行 2448h反沖洗一次，而且在多格濾池并聯(lián)運(yùn)行的情況下，反沖洗過程是依次單格進(jìn)行，從而保證了整個(gè)處理系統(tǒng)不受影響而能順利工作。一般來說.反沖洗用水量為進(jìn)水水量的 7%10%,反沖洗排水中平均TSS濃度為500650mg/L,反沖洗時(shí)氣速為 6090m/h。對曝氣生物濾池，控制好氣、水反沖洗強(qiáng)度顯得尤為重要，過低達(dá)不到

11、沖洗的目的，過 高會(huì)使生物膜嚴(yán)重脫落，并造成填料的破損、流失及增加不必要的反沖洗耗水量、耗電量。 反沖洗濾層的膨脹率較小，約為10%左右。(4)濾池運(yùn)行中出現(xiàn)的異常問題及解決對策a、氣味對于曝氣生物濾池，當(dāng)進(jìn)水有機(jī)物濃度過高或?yàn)V料層中截留的微生物膜過多時(shí)，濾料層內(nèi)局部會(huì)產(chǎn)生厭氧代謝，有可能會(huì)產(chǎn)生異味，解決辦法如下。減少濾池中微生物膜的積累，讓生物膜正常脫膜并通過反沖洗排出池外；保證曝氣設(shè)施的正常工作； 避免高濃度或高負(fù)荷污水的沖出。B、生物膜嚴(yán)重脫落在濾池正常運(yùn)行過程中， 微生物膜的不正常脫落是不允許的， 產(chǎn)生大量的脫膜主要是水 質(zhì)原因引起的，如抑制性或有毒性污染物濃度太高或pH值突變等，解決

12、辦法是必須改善水質(zhì)，使進(jìn)入濾池的水質(zhì)基本穩(wěn)定。C處理效率降低當(dāng)濾池系統(tǒng)運(yùn)行正常， 且微生物膜生長情況較好，僅僅是處理效率有所下降，這種情況一般不會(huì)是水質(zhì)的劇烈變化或有毒污染物質(zhì)的進(jìn)人造成的，而可能是進(jìn)水的pH值、溶解氧、水溫、短時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行所致。 對于這種現(xiàn)象，只要處理效率降低的程度不影響出水水質(zhì)的 達(dá)標(biāo)排放，即可不采取措施，過一段時(shí)間便會(huì)恢復(fù)正常；若出水水質(zhì)影響達(dá)標(biāo)排放，則需采取一些局部調(diào)整措施加以解決，如調(diào)節(jié)進(jìn)水的pH值、調(diào)整供氣量、對反應(yīng)器進(jìn)行保溫或?qū)M(jìn)水進(jìn)行加熱等。D、濾池截污能力下降濾池運(yùn)行過程中，當(dāng)反沖洗正常，但濾池的截污能力下降， 這種情況可能是預(yù)處理效果 不佳，使得進(jìn)水中的

13、SS濃度較高所引起的，所以此時(shí)必須加強(qiáng)對預(yù)處理設(shè)施的運(yùn)行管理。E、進(jìn)水水質(zhì)異常進(jìn)水濃度偏高這種情況很少出現(xiàn)，如果出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)通過加大曝氣量和曝氣時(shí)間來保持污泥負(fù)荷的穩(wěn)定性。進(jìn)水濃度偏低這種情況主要出現(xiàn)在暴雨天氣，應(yīng)當(dāng)通過減少曝氣力度和曝氣時(shí)間來解決，或雨污水直接通過超越管外排。F、出水水質(zhì)異常出水帶泥、水質(zhì)渾濁 這種情況的出現(xiàn)主要是生物膜厚度太厚，反沖洗強(qiáng)度過高或沖洗次數(shù)過頻。當(dāng)生物膜長到一定厚度 （300400科m）,立即進(jìn)行反沖。反沖洗強(qiáng)度過高或次數(shù)過頻，導(dǎo)致微生物流失，處理效率下降。解決辦法是控制水解酸化池出水SS減少反沖洗次數(shù)，調(diào)整反沖洗合適強(qiáng)度。水質(zhì)發(fā)黑、發(fā)臭水質(zhì)發(fā)黑、發(fā)臭的原因可能是

14、溶解氧不夠，造成污泥厭氧分解，產(chǎn)生H2S氣體。解決辦法是加大曝氣量，提高溶解氧的含量即可?？赡芫植坎妓到y(tǒng)堵塞，造成局部缺氧。解決辦法，檢修或加以反沖強(qiáng)度。G、出水呈微黃色主要原因是 DN濾池進(jìn)水槽化學(xué)除磷的加藥量太大，鐵鹽超標(biāo)，減小加藥量即可。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馄貧馍餅V池的運(yùn)行原理、運(yùn)行過程；了解影響曝氣生物濾池運(yùn)行的主要影響因素。3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）選擇原水性質(zhì)為城市污水，設(shè)定進(jìn)水流量 200t/h ,進(jìn)水BOD400mg/L,氨氮50 mg/L , 濾床池長10米，運(yùn)行水溫25攝氏度，其他指標(biāo)采用默認(rèn)值，分析溶解氧對BOD和氨氮去除率的影響。（2）選擇原水性質(zhì)為城市污水，溶解氧根據(jù)第（1）

15、步實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定取值，其余指標(biāo)設(shè)定值（3）將原水性質(zhì)更換為啤酒廢水, 重復(fù)（1）、（2）步。（4）將原水性質(zhì)更換為焦化廢水,重復(fù)（1）、（2）步。（5）將原水性質(zhì)更換為制藥廢水, 重復(fù)（1）、（2）步。（7）將原水性質(zhì)更換為煉油廢水, 重復(fù)（1）、（2）步。（8）將原水性質(zhì)更換為印染廢水,同第（1）步，依次分析進(jìn)水流量、濾床池長和溫度對對BOD和氨氮去除率的影響。設(shè)定進(jìn)水流量 200t/h ,進(jìn)水BOD600mg/L,氨氮50 mg/L,設(shè)定進(jìn)水流量 200t/h ,進(jìn)水BOD400mg/L,氨氮100 mg/L,設(shè)定進(jìn)水流量 200t/h ,進(jìn)水BOD600mg/L,氨氮50 mg/L,設(shè)定進(jìn)水流量 200t/h ,進(jìn)水BOD600mg/L,氨氮