二段生物接觸氧化法處理城市污水評析

二段生物接觸氧化法處理城市污水評析摘要：介紹了二段生物接觸氧化法的構(gòu)成、特點(diǎn)、運(yùn)行情況、脫氮除磷效果及生物填料的選擇，并進(jìn)展了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，最后總結(jié)了該工藝在城市污水處理廠中的應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞：城市污水二段生物接觸氧化脫氮除磷1工藝概述二段生物接觸氧化法(略稱二段法)將傳統(tǒng)的生物接觸氧化池分為二段：第一段充分利用微生物處于對數(shù)增長期的吸附特性，以低能耗、高負(fù)荷、快速的生物吸附和合成為主，可以去除污水中70%～80%的有機(jī)物，稱為吸附合成期；第二段在低負(fù)荷下利用微生物的氧化分解作用，對污水中殘留的有機(jī)物進(jìn)展氧化分解，以進(jìn)一步改善出水水質(zhì)，稱為氧化分解階段。由于進(jìn)展了分段，可充分發(fā)揮同類微生物種群間的協(xié)同作用，克制不同微生物種群間的拮抗作用，故處理效率大大進(jìn)步。二段法采用的是四池聯(lián)壁式組合構(gòu)造，這樣既節(jié)省了占地和土建費(fèi)用，又能方便操作管理和運(yùn)行維護(hù)，并能減少水頭損失，使廠區(qū)總體布局合理、工藝流程簡潔流暢。二段法在第二段接觸氧化池前后各設(shè)一座接觸沉淀池，可以截留污水中的懸浮物質(zhì)，并能將一段和二段完全分開，使其各自成為獨(dú)立系統(tǒng)以充分發(fā)揮各自的效能。典型的二段法工藝流程及生化組合池水力剖面圖見圖1。2工藝特點(diǎn)①無污泥回流二段法氧化池的填料上棲息著大量的高活性微生物，它們可以高效快速地吸附合成和氧化分解污水中的有機(jī)物。由于填料上老化的生物膜會(huì)不斷脫落，從而使填料上附著的生物膜能較長時(shí)間地保持高活性，所以不需污泥回流。又由于生化組合池設(shè)有二次接觸沉淀池，它可以高效截留和別離污水中的懸浮物質(zhì)，故也無需再設(shè)二沉池［1、2］。②污泥產(chǎn)量低、無污泥膨脹、運(yùn)行穩(wěn)定與活性污泥法和氧化溝工藝相比，二段法雖然容積負(fù)荷高，但污泥產(chǎn)量較低，主要是因?yàn)椋篴.氧化池內(nèi)的微生物鏈比擬完好和穩(wěn)定；b.微生物內(nèi)源呼吸進(jìn)展得較充分，合成物質(zhì)被進(jìn)一步氧化［3］；.生物填料內(nèi)部存在缺氧和厭氧區(qū)，能局部分解、轉(zhuǎn)化有機(jī)物。在活性污泥法中容易產(chǎn)生膨脹的菌種(如絲狀菌)在二段法中不僅不產(chǎn)生膨脹，而且能充分發(fā)揮其分解、氧化才能強(qiáng)的特點(diǎn)，但其沉降性能差，在曝氣池中易隨水流出［3］。由于二段法的第一段以生物吸附合成為主，且生物負(fù)荷和活性很高，對第二段起到了緩沖和保護(hù)作用，因此在BD5、毒物、pH值沖擊下生物膜受到的影響較小，而且恢復(fù)很快、出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定。③水力停留時(shí)間短，具有脫氮功能二段法的生化組合池總停留時(shí)間一般控制在1.0～1.5h，比活性污泥法(4～8h)和氧化溝工藝(15～20h)的要短得多；二段法還具有去除NH3-N的功能，對于一般的城市污水其去除率能到達(dá)50%～80%。④工藝流程簡潔、設(shè)備少、工程投資低由于二段法沒有污泥回流，也就不需設(shè)污泥回流泵房；又由于生化組合池除閥門外沒有其他設(shè)備，所以整個(gè)二段法工藝流程簡潔、設(shè)備少、工程投資低。3生物填料填料的選擇是二段法的技術(shù)關(guān)鍵，填料質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著處理效能。筆者單位自行研制開發(fā)的兩種質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、分別適用于不同污水處理廠的生物填料的性能參數(shù)見表1。表1生物填料性能參數(shù)工程比外表積(2/3)空隙率密度(g/3)堆積密度(g/3)抗壓強(qiáng)度(Pa)磨損率(%)使用年限(a)單價(jià)(元/3)礦渣Ⅲ型200～3000.3～0.51.3～1.50.6～0.8＞49＜38～10150～200聚丙烯彈性填料150～2000.8～0.90.650.2～0.3＞19.6＜115～20200～3004脫氮除磷效果表2兩段法對NH3-N的去除效果進(jìn)水NH3-N(g/L)水力停留時(shí)間(h)氣水比去除率(%)＞1001.55∶11050～1001.05∶135～5030～501.05∶145～6015～301.55∶150～705～151.53∶160～80＜51.53∶175～95二段法的除磷效果不太明顯，雖然生物填料上附著的生物膜內(nèi)部有一定的缺氧、厭氧區(qū)，但由于這些區(qū)域太小，缺乏以構(gòu)成生物除磷的必備條件，所以污水中的磷主要由生物合成而得到局部去除，故其去除率很低。5技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析二段法同活性污泥法和氧化溝工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬見表3。表3二段法與活性污泥法和氧化溝工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬工程活性污泥法氧化溝工藝二段法投資(元/3費(fèi)本錢(元/3)1.01(小型污水廠)［3］0.77(中型污水廠)1.08(小型污水廠)0.76(中型污水廠)0.45(小型污水廠)運(yùn)行費(fèi)用(元/3)0.85(小型污水廠)［3］0.55(中型污水廠)0.35(小型污水廠)占地(2/3)100～130130～15060～80電耗［(k·h)/3］0.4～0.70.3～0.80.2～0.45污泥產(chǎn)率高高低污泥穩(wěn)定性不穩(wěn)定較穩(wěn)定穩(wěn)定是否污泥回流是是否水力負(fù)荷低低高耐沖擊才能不好一般好水力停留時(shí)間(h)4～815～201～1.5設(shè)備設(shè)備多進(jìn)口設(shè)備多設(shè)備少，無進(jìn)口設(shè)備脫氮除磷效果不好能脫氮除磷有去除NH3-N才能出水水質(zhì)一般好好自控程度一般自控程度高，費(fèi)用高自控程度高，費(fèi)用低運(yùn)行情況不穩(wěn)定，易污泥膨脹較穩(wěn)定穩(wěn)定6工程應(yīng)用二段法自20世紀(jì)80年代初應(yīng)用于我國的城市污水廠至今已有18年的歷史，但其推廣應(yīng)用卻很緩慢，到目前為止只在幾座污水廠應(yīng)用(見表4)。表4二段法在我國的應(yīng)用污水處理廠名稱污水性質(zhì)設(shè)計(jì)規(guī)模(3/d)工程投資(萬元)處理費(fèi)用(元/3)投產(chǎn)年份山西五陽煤礦污水廠綜合廢水2000630.201990石家莊民航機(jī)場污水處理廠［4］綜合廢水1400138.40.191996燕化梨園新村污水廠生活污水2000011000.321993山西古交市鎮(zhèn)城底污水凈化廠城市污水20003870.461986山西古交市中心區(qū)污水凈化廠城市污水4000028840.451986太原市殷家堡污水凈化廠城市污水100003220.5441983河南安陽聶村污水處理廠城市污水設(shè)計(jì)36000實(shí)際1800017920.551990內(nèi)蒙東勝市污水處理廠城市污水30000(一期20000)25570.302001河北省正定縣污水處理廠城市污水90000(一期60000)59570.42完成初設(shè)參考文獻(xiàn)：［1］鄔揚(yáng)善.為什么生物接觸氧化法處理城市污水只需一小時(shí)左右［J］.給水排水,1999,25(2