試驗4曝氣生物濾池

1、實驗4曝氣生物濾池仿真實驗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）和水質條件（pH值，BOD C/N等）下，讓處理系統(tǒng)正常運行。該過程分兩階段進行， 第一階段是在濾池中連續(xù)鼓入空氣的情況下，每隔半小時泵入半小

2、時污水，空塔水流速控制在1.5m/h以內；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增加到設計流速。第一階段一般需要1015d時間，第二階段一般需要810d時間，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行， 可以通過預先培養(yǎng)和馴化相應的活性污泥（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，可以直接通水運行或繼續(xù)循環(huán)運行， 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）曝氣生物濾池運行控制a.布水與布氣對于生物濾池處理設施，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，應對濾池均勻布水和布氣。由于設計上不可能保證布水和布氣的絕對均勻， 運行時應利用布水、布氣系統(tǒng)的調節(jié)裝置，調節(jié)各池或池內各部分的配水或供氣量，保證均勻布水、布氣。由于生物濾池采用濾頭布水，所以濾頭的堵塞會使污水在濾料層中分配不均， 結果濾料層受水量影響發(fā)生差異，會導致微生物膜的不均勻生長，進一步又會造成布水布氣的不均勻，最后使處理效率降低。為防止布水管和濾

4、頭的堵塞，必須提高預處理設施對油脂 和懸浮物的去除率；保證通過濾頭有足夠的水力負荷。 對于布氣系統(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 體情況調節(jié)空氣閥門，使供氣勻，并可用曝氣器沖洗系統(tǒng)進行沖洗。b、濾料預處理 對于濾池中的生物濾料，在被裝入濾池前需對其進行分選、浸洗等預處理， 以提高濾料顆粒的均勻性，并去除塵土等雜質。運行觀察與維護生物濾料在曝氣生物濾池中正常運行時，應定期觀察生物膜生長和脫膜情況，觀察其是否被損害。 有很多原因會造成微生物膜生長不均勻，這會表現(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

5、及時調整布水布氣的均勻性， 并調整曝氣強度來予以糾正。由于濾料容易堵塞，可能需要加大水力負荷或空氣強度來沖洗。 在某些情況下，如水溫或氣溫過低，需要增加保溫措施。另外，由于濾池反沖洗強度過大時 有可能會使少量濾料流失，所以每年定期檢修時需視情況給予添加。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、原生動物、后生動物種類增加，厭氧菌和兼性

6、菌占有一定比例。在分布方面的特點，主要是沿生物膜厚度和進水流向呈現(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細菌為主，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）或生物膜的內層，由于有機物濃度梯度的變化，生物膜中會逐漸出 現(xiàn)絲狀菌、原生動物、后生動物，生物的種類不斷增多，但生物量及膜的厚度減少。水質的變化會引起生物膜中微生物種類和數(shù)量的變化。在進水濃度增高時，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)象來推斷污水有機物濃度和污泥負荷的變化

7、情況。（3）運行中應注意的問題a.溶解氧為了實現(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，并加以控制調節(jié)。在DC、N濾池中的曝氣階段需要不斷調節(jié)溶解氧水平，使溶解氧達到較高水平（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)，由計算機控制變頻器從而改變風機的轉速來達到目的；而DN濾池反硝化必須在缺氧的條件下進行，而在有氧的條件下反硝化過程就停止，所以運行中應使濾池中溶解氧濃度達到較低水平（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行反沖洗，濾料會因反沖洗強度控制不當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狀況進行適量補充，該過程一般集中在每年大修時進行。c反沖洗在曝氣生物濾池運行中，隨著運行的進行，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，微生物的活性降低，并開始有一定程度 的脫落。正常運行時，微生物膜的厚度一般應榨制在300400 m,此時生物膜新陳代謝能力強，出水水質好。當膜的厚度超過這一范圍時：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，同時又抑制絲狀菌的生長，結果使去除能力降低，出水水質變壞；傳質速度減緩，使微生物吸收有機物濃度過低，造成營養(yǎng)不足。此外，進水中的顆粒物質被截留在濾池的濾

9、料空隙中，同時，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)運行，填料的空隙度減小， 這時曝氣生物濾池的運行加大了濾池的水頭損失，最后總的水頭損失可能達到或接近使設計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，曝氣生物濾池即應停止運行并進行反沖洗。反沖洗是維持曝氣生物濾池功能的關鍵，其基本要求是在較短的反沖洗時間內，使填料得到適度的清洗，恢復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。反沖洗的質量對出水水質、工作周期、運行狀況的影響很大。反沖洗程序為先單獨用空氣進行反沖洗，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閥門，并通過 微機對整個反沖洗過程進行自動程序控制。曝氣生物濾池的反沖洗周期必須根據(jù)出水水質、濾料層的水力損失，出水濁度綜合而定，并由計算機系統(tǒng)自動程序控制。對于城市生活污水， 一般情況下通常運行 2448h反沖洗一次，而且在多格濾池并聯(lián)運行的情況下，反沖洗過程是依次單格進行，從而保證了整個處理系統(tǒng)不受影響而能順利工作。一般來說.反沖洗用水量為進水水量的 7%10%,反沖洗排水中平均TSS濃度為500650mg/L,反沖洗時氣速為 6090m/h。對曝氣生物濾池，控制好氣、水反沖洗強度顯得尤為重要，過低達不到

11、沖洗的目的，過 高會使生物膜嚴重脫落，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，當進水有機物濃度過高或濾料層中截留的微生物膜過多時，濾料層內局部會產(chǎn)生厭氧代謝，有可能會產(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；保證曝氣設施的正常工作； 避免高濃度或高負荷污水的沖出。B、生物膜嚴重脫落在濾池正常運行過程中， 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，使進入濾池的水質基本穩(wěn)定。C處理效率降低當濾池系統(tǒng)運行正常， 且微生物膜生長情況較好，僅僅是處理效率有所下降，這種情況一般不會是水質的劇烈變化或有毒污染物質的進人造成的，而可能是進水的pH值、溶解氧、水溫、短時間超負荷運行所致。 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的 達標排放，即可不采取措施，過一段時間便會恢復正常；若出水水質影響達標排放，則需采取一些局部調整措施加以解決，如調節(jié)進水的pH值、調整供氣量、對反應器進行保溫或對進水進行加熱等。D、濾池截污能力下降濾池運行過程中，當反沖洗正常，但濾池的截污能力下降， 這種情況可能是預處理效果 不佳，使得進水中的

13、SS濃度較高所引起的，所以此時必須加強對預處理設施的運行管理。E、進水水質異常進水濃度偏高這種情況很少出現(xiàn)，如果出現(xiàn)，應當通過加大曝氣量和曝氣時間來保持污泥負荷的穩(wěn)定性。進水濃度偏低這種情況主要出現(xiàn)在暴雨天氣，應當通過減少曝氣力度和曝氣時間來解決，或雨污水直接通過超越管外排。F、出水水質異常出水帶泥、水質渾濁 這種情況的出現(xiàn)主要是生物膜厚度太厚，反沖洗強度過高或沖洗次數(shù)過頻。當生物膜長到一定厚度 （300400科m）,立即進行反沖。反沖洗強度過高或次數(shù)過頻，導致微生物流失，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)，調整反沖洗合適強度。水質發(fā)黑、發(fā)臭水質發(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，檢修或加以反沖強度。G、出水呈微黃色主要原因是 DN濾池進水槽化學除磷的加藥量太大，鐵鹽超標，減小加藥量即可。2、實驗目的了解曝氣生物濾池的運行原理、運行過程；了解影響曝氣生物濾池運行的主要影響因素。3、實驗內容（1）選擇原水性質為城市污水，設定進水流量 200t/h ,進水BOD400mg/L,氨氮50 mg/L , 濾床池長10米，運行水溫25攝氏度，其他指標采用默認值，分析溶解氧對BOD和氨氮去除率的影響。（2）選擇原水性質為城市污水，溶解氧根據(jù)第（1）

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