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1、接觸氧化法處理污水 (1) 接觸氧化法的特征1) 接觸氧化法與其它生物處理方法比較,具有如下一些特點(diǎn): BOD容積負(fù)荷高,污泥生物量大,相對(duì)而言處理效率較高,而且對(duì)進(jìn)水沖擊負(fù)荷(水力沖擊負(fù)荷及有機(jī)濃度沖擊負(fù)荷)的適應(yīng)力強(qiáng)。 處理時(shí)間短。因此在處理水量相同的條件下,所需裝置的設(shè)備較小,因而占地面積小。 能夠克服污泥膨脹問題。生物接觸氧化法同其他生物膜法一樣,不存在污泥膨脹問題,對(duì)于那些用活性污泥法容易產(chǎn)生膨脹的污水,生物接觸氧化法特別顯示出優(yōu)越性。容易在活性污泥法中產(chǎn)生膨脹的菌種(如球衣細(xì)菌等),在接觸氧化法中,不僅不產(chǎn)生膨脹,而且能充分發(fā)揮其分解氧化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。 可以間歇運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)停電或發(fā)生其
2、它突然事故后,生物膜對(duì)間歇運(yùn)轉(zhuǎn)有較強(qiáng)的適應(yīng)力。長(zhǎng)時(shí)間的停車,細(xì)菌為適應(yīng)環(huán)境的不利條件,它和原生動(dòng)物都可進(jìn)入休眠狀態(tài),顯示了對(duì)不利生長(zhǎng)的環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)力;一旦環(huán)境條件好轉(zhuǎn),微生物又重新開始生長(zhǎng)、代謝。有人試驗(yàn),即使停止運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)月,再重新開始運(yùn)行,生物膜數(shù)日內(nèi)即可恢復(fù)正常。 維護(hù)管理方便,不需要回流污泥。由于微生物是附著在填料上形成生物膜,生物膜的剝落與增長(zhǎng)可以自動(dòng)保持平衡,所以無(wú)需回流污泥,運(yùn)轉(zhuǎn)十分方便。 剩余污泥量少。2) 接觸氧化法具有上述的優(yōu)點(diǎn),不失為一種高效的生化處理法。其高效處理的原理分析如下: 生物活性高(泥齡低)。國(guó)內(nèi)采用的接觸氧化池中,絕大多數(shù)的曝氣裝置設(shè)在填料之下,不僅供氧充
3、足,而且對(duì)生物膜起到了攪動(dòng)作用,加速了生物膜的更新,使生物的活性提高。如果從“泥齡”來看,活性污泥法的“泥齡”為34天,而第一級(jí)氧化池的生物膜“平均泥齡”為12天。由于平均泥齡低,微生物總是處在很高的活力下工作。經(jīng)耗氧速度測(cè)定,同樣濕重的帶有絲狀菌的生物膜,其耗氧速度較活性污泥法的高1.81倍。 傳質(zhì)條件好,微生物對(duì)有機(jī)物的代謝速度比較快。在接觸氧化法中由于空氣的攪動(dòng),整個(gè)氧化池的污水在填料之間流動(dòng),使生物膜和水流之間產(chǎn)生較大的相對(duì)速度,加快了細(xì)菌表面的介質(zhì)更新,增強(qiáng)了傳質(zhì)效果,加快了生物代謝速度,縮短了處理時(shí)間。 利于絲狀菌的生長(zhǎng)。在有填料的接觸氧化池中,對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)很有利。絲狀菌的存在,
4、能提高對(duì)有機(jī)物的分解能力。 充氧效率高。接觸氧化法的填料有增進(jìn)充氧效果的作用,動(dòng)力效率在3kgO2/kw?h以上,比無(wú)填料的曝氣提高30%。充氧效率高,則有機(jī)物的氧化速度相應(yīng)提高。 有較高的生物濃度。一般活性污泥法的污泥濃度為23g/L,而接觸氧化法可達(dá)1020g/L。由于微生物濃度高,故大大提高了BOD5容積負(fù)荷和處理效率。由于生物量大,對(duì)低濃度的污水,也能有效地進(jìn)行處理;而且由于填料表面有利于硝化菌的生長(zhǎng),故能適應(yīng)污水中氨氮硝化的要求。3) 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構(gòu)筑物,但也存在著一些缺點(diǎn): 生物膜的厚度隨負(fù)荷的增高而增大,負(fù)荷過高則生物膜過厚,引起填料堵塞。
5、故負(fù)荷不易過高,同時(shí)要有防堵塞的沖洗措施。 大量產(chǎn)生后生動(dòng)物(如輪蟲類)。后生動(dòng)物容易造成生物膜瞬時(shí)大塊脫落,則易影響出水水質(zhì)。 填料及支架等往往導(dǎo)致建設(shè)費(fèi)用增加。(2) 接觸氧化池的構(gòu)造接觸氧化池的構(gòu)造見示意圖1。圖1 生物接觸氧化池構(gòu)造示意圖1)池體 池體的作用除了進(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計(jì)
6、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。一般總池高在3.56.0m左右。2)填料 填料是生物膜賴以棲息的場(chǎng)所,是生物膜的載體,同時(shí)也有截留懸浮物的作用。因此,載體填料是接觸氧化池的關(guān)鍵,直接影響生物接觸氧化法的效能。載體填料的要求是:易于生物膜附著,比表面積大,空隙率大,水流阻力小,強(qiáng)度大,化學(xué)和生物穩(wěn)定性好,經(jīng)久耐用,截留懸浮物質(zhì)能力強(qiáng),不溶出有害物質(zhì),不引起二次污染,與水的比重相差不大,避免氧化池負(fù)荷過重,能使填料間形成均一的流速,價(jià)廉易得,運(yùn)輸和施工方便。 目前,國(guó)內(nèi)主要采用合成樹脂類作填料,如硬聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、環(huán)氧玻璃鋼、環(huán)氧紙蜂窩等硬性填料;還開發(fā)出多種新穎的軟
7、性填料、半軟性填料、彈性生物環(huán)填料以及漂浮填料等多種形式的填料。這些填料在生物接觸氧化系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用中約占5560%。所以載體填料直接關(guān)系到接觸氧化法的經(jīng)濟(jì)效果。3)布水布?xì)庋b置 接觸氧化池均勻地布水布?xì)夂苤匾鼘?duì)于發(fā)揮填料作用,提高氧化池工作效率有很大關(guān)系。供氣的作用有三:使生物接觸氧化池溶解氧一般控制在45mg/L左右;充分?jǐn)嚢栊纬晌闪?,有利于均勻布水,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。 目前生產(chǎn)上常采用的布?xì)夥绞接袊娚淦鳎ㄋ淦鳎┕┭?、穿孔管布?xì)狻⑵貧忸^布?xì)獾?。布水方式分順流和逆流兩種。順流指進(jìn)水與供氣同向,氧化池
8、中水、氣同向流動(dòng),此種工藝中填料不易堵塞,生物膜更新情況較好,較易控制;逆流指進(jìn)水與供氣方向相反,池內(nèi)水、氣逆向相對(duì)流動(dòng),氣液接觸條件好,增加了氣水與生物膜的接觸面積,故去除效果好,但由于進(jìn)水部分的水力沖刷作用較小,填料上的生物膜不易脫落更新。國(guó)內(nèi)通常采用的是順流工藝。(3) 常用流程及其選擇生物接觸氧化法的處理流程通常有兩種,即一段法(一次生物接觸氧化)和二段法(即兩次接觸生物氧化)。實(shí)踐證明,在不同的條件下,這兩種系統(tǒng)各有其特點(diǎn),其經(jīng)濟(jì)性和適用性范圍簡(jiǎn)介如下:1)一段法 亦稱一氧一沉法。原水先經(jīng)調(diào)節(jié)池,再進(jìn)入生物接觸氧化池,爾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,
9、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)二段法 亦稱二氧二沉法。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)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
10、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/M2.1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,這樣在第二階段氧化池內(nèi),須根據(jù)需要控制適當(dāng)?shù)腇/M條件,一般在0.5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。上面所述為兩種基本流程。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。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,提高總的處理效率。上述兩法的比較可以看出,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
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