生物預處理工藝在源水處理中的應用

生物預處理工藝在源水處理中的應用生物預處理工藝在源水處理中的應用生物預處理工藝在源水處理中的應用V:1.0精細整理，僅供參考生物預處理工藝在源水處理中的應用日期：20xx年X月生物預處理工藝在源水處理中的應用摘要：介紹了生物預處理工藝的作用及反應機理，常用工藝形式的特點。關(guān)鍵詞：生物預處理工藝；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處理是指在常規(guī)的凈水工藝之前增設生物處理單元，借助于生物群體的新陳代謝活動，對水中的有機污染物、氨氮、亞硝酸鹽及鐵、錳等無機污染物進行初步去除的凈水工藝。1生物預處理工藝的作用及機理對源水進行生物預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)處理過程的負荷。又能通過對可生物降解的有機物的去除，減少了水中“三致”物前體物的含量，減少了細菌在配水管網(wǎng)中重新滋生的可能性。用生物預處理代替常規(guī)的預氯化工藝，不僅起到了預氯化作用相同的效果。而且避免了由預氯化引起鹵代有機物的生成，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)處理的費用。生物預處理對氨氮、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，亞硝化細菌利用氨氮作為基質(zhì)，進行亞消化反應，生成亞硝酸氮和水，并放出能量和使PH值降低；硝化細菌利用亞硝化反應的產(chǎn)物亞硝酸氮為基質(zhì)，進行硝化反應，生成硝酸氮，放出能量，其反應式如下：亞硝化反應：硝化反應：在進行亞硝化反應和硝化反應的同時，一部分異氧型微生物將一些碳源有機污染物分解成CO2和H2O，其反應式如下：氧化反應：2常用的生物預處理工藝概述當前，給水生物預處理工藝主要有（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反應機理生物接觸氧化法是在池內(nèi)設置人工合成的填料，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例較多，有較為豐富的運行經(jīng)驗，適合于較高濃度的微污染原水的處理，但也存在一下缺點：2.1.3對氨氮的處理效果較差，進水氨氮較低的情況下（1～2mg/L），一般在60%左右，溫度低時，效果較差；2.1.4水力停留時間較長，一般需要1～2小時，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，由于曝氣強度較低，無法及時脫膜，結(jié)果濾料表面結(jié)塊、積泥，排泥困難；同時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行脫膜，采用膜式曝氣管，維護工作量大。2.2懸浮填料流化床工藝概述2.2.1反應機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、反應形態(tài)好、氧利用率高、生物膜不易堵塞、更新快、工程實施簡單等優(yōu)點。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。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到流化狀態(tài)所需氣水比較大，運行成本也較高，運行數(shù)年后填料老化需停池放空更換，填料費用較高。懸浮填料流化床的接觸時間較長，占地面積大。2.3曝氣生物濾池工藝概述2.3.1反應機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，利用濾料上高濃度生物膜量的強氧化降解能力對污水進行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時，因污水流經(jīng)時，濾料呈壓實狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點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；運行一定時間后，因水頭損失增加，需對濾池進行反沖洗，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用受限，目前應用較好的典型工藝（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），主要原因是設置了預沉淀，使進入濾池的SS為小于60mg/l。該工藝用于給水預處理時，由于地表水濁度變化大嚴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。3結(jié)語生物預處理工藝是目前解決水廠原水