生物預(yù)處理工藝在源水處理中的應(yīng)用

生物預(yù)處理工藝在源水處理中的應(yīng)用生物預(yù)處理工藝在源水處理中的應(yīng)用生物預(yù)處理工藝在源水處理中的應(yīng)用V:1.0精細(xì)整理，僅供參考生物預(yù)處理工藝在源水處理中的應(yīng)用日期：20xx年X月生物預(yù)處理工藝在源水處理中的應(yīng)用摘要：介紹了生物預(yù)處理工藝的作用及反應(yīng)機(jī)理，常用工藝形式的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：生物預(yù)處理工藝；生物接觸氧化工藝；懸浮填料氧化工藝；曝氣生物濾池工藝生物預(yù)處理是指在常規(guī)的凈水工藝之前增設(shè)生物處理單元，借助于生物群體的新陳代謝活動，對水中的有機(jī)污染物、氨氮、亞硝酸鹽及鐵、錳等無機(jī)污染物進(jìn)行初步去除的凈水工藝。1生物預(yù)處理工藝的作用及機(jī)理對源水進(jìn)行生物預(yù)處理既能改善水的混凝沉淀性能，減輕了常規(guī)處理和后續(xù)處理過程的負(fù)荷。又能通過對可生物降解的有機(jī)物的去除，減少了水中“三致”物前體物的含量，減少了細(xì)菌在配水管網(wǎng)中重新滋生的可能性。用生物預(yù)處理代替常規(guī)的預(yù)氯化工藝，不僅起到了預(yù)氯化作用相同的效果。而且避免了由預(yù)氯化引起鹵代有機(jī)物的生成，這對降低水的致突變活性、控制三鹵甲烷物質(zhì)的生成是十分有利的。研究表明，增加生物預(yù)處理后，常規(guī)處理的加礬量可減少20～40%，消毒加氯量可減少10～15%，從而降低了常規(guī)處理的費(fèi)用。生物預(yù)處理對氨氮、CODMn、鐵和錳等有一定的去除效果，尤其是對氨氮的去除效果非常理想，通過曝氣也能增加水中的溶解氧。氮是微污染水處理中的主要去除對象，它在原水中以有機(jī)氮、氨、亞硝酸鹽和硝酸鹽的形式存在，對飲用水的安全構(gòu)成一定的威脅。雖然水中存在氨對人體健康不造成直接明顯的危害，但氨是自養(yǎng)菌繁殖的電子供體，在處理廠和配水系統(tǒng)中，氨氮濃度達(dá)到0.25mg/l，供水中殘余的氨會使配水管網(wǎng)中的硝化菌生長，而硝化菌和氨放出的有機(jī)物會造成嗅味問題；氨形成氯胺也要消耗大量的氯，降低消毒效率，而且由氯生成的消毒副產(chǎn)物可能對人體有“三致”作用。在較高溶解氧狀態(tài)下，生物膜中的亞硝化菌群和硝化菌群占有較大優(yōu)勢，亞硝化細(xì)菌利用氨氮作為基質(zhì)，進(jìn)行亞消化反應(yīng)，生成亞硝酸氮和水，并放出能量和使PH值降低；硝化細(xì)菌利用亞硝化反應(yīng)的產(chǎn)物亞硝酸氮為基質(zhì)，進(jìn)行硝化反應(yīng)，生成硝酸氮，放出能量，其反應(yīng)式如下：亞硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)：在進(jìn)行亞硝化反應(yīng)和硝化反應(yīng)的同時(shí)，一部分異氧型微生物將一些碳源有機(jī)污染物分解成CO2和H2O，其反應(yīng)式如下：氧化反應(yīng)：2常用的生物預(yù)處理工藝概述當(dāng)前，給水生物預(yù)處理工藝主要有（1）生物接觸氧化工藝；（2）懸浮填料流化床工藝；（3）曝氣生物濾池工藝。2.1生物接觸氧化工藝概述2.1.1反應(yīng)機(jī)理生物接觸氧化法是在池內(nèi)設(shè)置人工合成的填料，已經(jīng)充氧的污染原水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料，通過填料上形成的生物膜的絮凝吸附、氧化作用使水中的可生化利用的污染物基質(zhì)得到降解去除。它屬生物膜法的一種，主要由池體、填料、布水裝置和曝氣系統(tǒng)4部分組成。生物接觸氧化法對源水中氨氨、溶解性可生物降解有機(jī)物、鐵、錳、濁度和藻類等均有較好的去除效果。2.1.2存在問題生物接觸氧化池工程實(shí)例較多，有較為豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，適合于較高濃度的微污染原水的處理，但也存在一下缺點(diǎn)：2.1.3對氨氮的處理效果較差，進(jìn)水氨氮較低的情況下（1～2mg/L），一般在60%左右，溫度低時(shí)，效果較差；2.1.4水力停留時(shí)間較長，一般需要1～2小時(shí)，占地面積較大。2.1.5濾料表面光滑，比表面小，啟動和掛膜周期長；2.1.6生物膜容易老化，由于曝氣強(qiáng)度較低，無法及時(shí)脫膜，結(jié)果濾料表面結(jié)塊、積泥，排泥困難；同時(shí)接觸氧化法生物較豐富，一些高等生物容易在池內(nèi)生長，影響到彈性填料的處理效果；2.1.7生物接觸氧化池采用的非顆粒性塑料填料普遍存在不易反沖洗，需要周期性的對填料上的污泥進(jìn)行脫膜，采用膜式曝氣管，維護(hù)工作量大。2.2懸浮填料流化床工藝概述2.2.1反應(yīng)機(jī)理懸浮填料硫化床工藝屬于生物接觸氧化工藝的一種，其作用機(jī)理與生物接觸氧化工藝相同。但由于采用了新型填料，相對于彈性填料，該填料具有比表面積大、反應(yīng)形態(tài)好、氧利用率高、生物膜不易堵塞、更新快、工程實(shí)施簡單等優(yōu)點(diǎn)。2.2.2存在問題1）懸浮填料容易孳生貝類，填料易沉入池底、死角。在運(yùn)行中懸浮球被空氣吹浮的過程中往往擠成一堆，很難作到填料在池中均勻地懸浮造成厭氧狀態(tài)，生物膜變黑，不利于硝化反應(yīng)。2）懸浮填料是在流化過程中碰撞容易損耗。更為重要的是懸浮填料達(dá)到流化狀態(tài)所需氣水比較大，運(yùn)行成本也較高，運(yùn)行數(shù)年后填料老化需停池放空更換，填料費(fèi)用較高。懸浮填料流化床的接觸時(shí)間較長，占地面積大。2.3曝氣生物濾池工藝概述2.3.1反應(yīng)機(jī)理在濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面生長著生物膜，濾池內(nèi)部曝氣，污水流經(jīng)時(shí)，利用濾料上高濃度生物膜量的強(qiáng)氧化降解能力對污水進(jìn)行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時(shí)，因污水流經(jīng)時(shí)，濾料呈壓實(shí)狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點(diǎn)及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量懸浮物，且保證脫落的生物膜不會隨水漂出，此為截留作用；運(yùn)行一定時(shí)間后，因水頭損失增加，需對濾池進(jìn)行反沖洗，以釋放截留的懸浮物并更新生物膜，此為反沖洗過程。因此，曝氣生物濾池同時(shí)具有去除SS、COD、BOD5、硝化、脫氮等作用。2.3.2存在問題間歇反沖過濾生物濾池由于堵塞問題使得其應(yīng)用受限，目前應(yīng)用較好的典型工藝（主要用于污水處理）為輕質(zhì)濾料生物濾池（威立雅公司）及重濾料生物濾料（得利滿），主要原因是設(shè)置了預(yù)沉淀，使進(jìn)入濾池的SS為小于60mg/l。該工藝用于給水預(yù)處理時(shí)，由于地表水濁度變化大嚴(yán)重影響其生物處理效果是其主要問題，且反沖洗后生物膜需要一定周期恢復(fù)。3結(jié)語生物預(yù)處理工藝是目前解決水廠原水