摘要: 介紹了生物接觸氧化法的基本原理, 對生物接觸氧化法在實際中的應用進行了分析探討, 為生活污水處理提供了方法依據。
關鍵詞: 生活污水, 生物接觸氧化法, 應用
生物接觸氧化法是處理生活污水和某些工業有機污水的一種常用方法, 在國內外都得到了廣泛的研究和運用。主要應用于中小規模的污水處理。
云南鋁業股份有限公司在"九五" 、"十五" 兩期"環境治理、節能技術改造"工程中, 配套建設了生活污水處理設施, 所選用的處理方法就是 “生物接觸氧化法”。自投入運行以來, 經過科學管理, 精心操作, 運行始終穩定可靠, 出水水質良好, 可滿足《城市雜用水水質標準》( GB /T18920 - 2002 ) 或《污水綜合排放標準》一級標準 ( GB8978- 1996)。公司全部回用, 用于產品冷卻、綠地澆灌和生產區衛生間沖洗。不僅實現了生活污水的零排放, 而且有效地節約了水資源, 值得推廣。
本文擬就生物接觸氧化法在云鋁公司生活污水處理中的實際應用做一些技術分析探討, 與同行交流。
1 基本原理
生物接觸氧化法屬浸沒型生物膜法, 在生物接觸氧化塔內設置一定密度的填料, 在充氧的條件下, 微生物在填料的表面形成生物膜, 污水浸沒全部填料并與填料上的生物膜廣泛接觸, 通過微生物的新陳代謝作用, 將污水中的有機物轉化為新生質和CO2, 污水因此得以凈化。
2 污水處理工藝說明
2.1 污水的來源和水質
污水主要來源為: 生產區、生活區的生活污水、衛生間沖洗水, 雨季時部分雨水管網未分流, 而造成的雨污混合水。
污水水質:
BOD5: 100-120mg /L; CODCr: 120-150 mg /L; SS: 200-250 mg /L; pH: 6.5-9。
2.2 工藝流程圖
生物接觸氧化法工藝流程見圖1。
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3 生物接觸氧化池技術探討
3.1 生物接觸氧化池的結構圖及氧化池簡介
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污水處理站中共5座圓柱體形生物接觸氧化池 (留有檢修時備用池) , 氧化池由池體、纖維狀填料、布水裝置、曝氣裝置、排泥裝置、出水裝置等組成。其中1#、2#生物接觸氧化池底面直徑為6.6 m, 池總高5.6 m, 填料層高度3 m, 每池設計污水處理量為30 m3 /h。3#、4#、5# 生物接觸氧化池底面直徑為7.5 m, 池總高5.6 m, 填料層高度3 m, 每池設計污水處理量為40 m3 /h。
3.2 生物膜的培養及馴化
生物氧化池中采用自然培菌法培養生物膜。培菌時, 先向氧化池內注入生活污水至填料上表面, 再向氧化池內加入10m3 過濾后的糞便水, 開啟羅茨鼓風機對氧化池進行悶曝。經過一個星期的悶曝氣后, 填料上開始出現黏稠狀的生物膜。接下來打開氧化池的進水閥門, 連續向氧化池內進水, 進水量由2m3、4 m3、6 m3 逐步增大。連續進水時經常觀察氧化池內水面的顏色、懸浮物含量、曝氣及氣泡等情況。水溫在20 ~ 25# 時, 經過30~ 50 d 左右的培養, 可完成氧化池內的生物膜培養, 此時氧化池處理水量可達到設計處理量( 1#、2#生物氧化池單池設計處理量為30 m3 /h, 3#、4#、5#生物氧化池單池設計處理量為40 m3 /h)。
如果要縮短生物膜的培養時間, 可用本站其他生物氧化池底的沉積污泥作為菌種進行接種培菌。培菌時先向氧化池內注入10~ 20 m3 其他氧化池內的沉積污泥作為菌種, 再向氧化池內注入10~ 15 m3 過濾后的糞便水, 使氧化池在高BOD5 負荷下掛膜。繼續向氧化池內添加生活污水至填料以上 20 cm 左右, 進行悶曝, 悶曝時間為2 d。悶曝2 d 后開始小水量進水, 進水量從小逐步加大到設計處理量。采用接種培菌, 一般在14~ 20 d 左右就能完成氧化池內生物膜的培養。
3.3 水力停留時間對運行效果的影響
生物接觸氧化法處理污水時, 氧化分解速度或硝化速度對接觸時間的依賴性很大。微生物對有機物的轉化過程與微生物機體的化學過程緊密聯系。所以, 無論是將復雜的有機物分解氧化為簡單的無機物, 或者是比較簡單的分解氧化產物合成復雜的細胞物質, 都需要一定的時間。從降低廢水有機物質含量這一角度來說, 有機物轉移到生物膜所需的時間是重要的。這個轉移實質上是微生物對廢水中的有機物吸著吸附過程。這個轉移一般能夠在廢水同生物膜接觸后數分鐘內完成。但是, 生物處理對廢水中有機物的凈化作用, 不僅是由于生物吸附與吸著作用, 更重要的是吸附吸著后的氧化分解和細胞合成作用, 使有機物無機化。被吸附在生物膜上的有機物, 經氧化分解與合成全部轉化為穩定物質所需時間較長(數小時乃至數十天)。因此, 處理時間越長, 微生物對有機物的吸著、吸附、降解作用越徹底, 處理水BOD 殘留率愈小, 處理效果較好; 反之亦然。
污水處理站1#、2# 生物接觸氧化池處理量為 20~ 30m3 /h時, 污水與生物膜的接觸時間為3~ 5 h; 3#、4#、5#生物接觸氧化池處理水量為30 ~ 40 m3 /h時, 污水與生物膜的接觸時間為3~ 4 h。生物氧化池在運行過程中遇到天氣變化, 水溫較低時, 通常采用降低氧化池的處理量, 延長污水與生物膜的接觸時間來確保氧化池對有機污染物的分解效率。
3.4 生物氧化池內的曝氣設備及曝氣的作用
生物氧化池內曝氣設備有羅茨鼓風機、曝氣管和曝氣頭。其曝氣頭采用充氧效率高、經久耐用的微孔橡膠模曝氣頭。氧化池內曝氣作用主要有以下 3個方面的作用[ 1 ]:
1) 充氧: 生物接觸氧化法主要是利用好氧性細菌完成生物凈化作用的方法。微生物的氧化、合成內源呼吸需要氧。所以除了營養物質外, 氧是保證微生物正常生長的一個重要條件。供氧使氧化池內的溶解氧控制在一個相當的水平上。
2) 充分攪拌, 形成紊流: 從流體力學的觀點來看, 供氧使池內水流充分攪動, 形成紊流, 紊流越甚, 被處理水與生物膜的接觸效率越高, 傳質效率越好, 從而提高處理效果。
3) 防止填料發生堵塞, 促進生物膜更新: 供氣的攪動作用使填料上衰老的生物膜及時剝落, 防止填料堵塞。同時還促進生物膜更新, 提高處理效果。氧化池在運行過程中池內溶解氧的含量通過調節羅茨鼓風機供風量來實現, 池內的溶解氧含量控制在2.5~ 3.5 mg /L，同時也可以查看中國污水處理工程網更多關于生物接觸氧化法處理廢水的技術文檔。
3.5 進水SS對運行效果的影響
生物接觸氧化法比其他好氧生物法維護管理方便, 其要點就是要防止氧化池內的填料發生堵塞。進入氧化池內懸浮物( SS ) 多, 池內填料就越容易發生堵塞。污水處理站生物氧化池在運行過程中曾出現因進入氧化池內的懸浮物含量高, 池內填料發生堵塞, 填料發生堵塞后生物膜的面積大大減少, 造成氧化池水面的色度較大、懸浮物含量較高、氧化池出水水質較差等情況, 這一情況出現后, 通過采取了加大填料反沖洗強度和縮短反沖洗周期后得到解決。因此, 在氧化池時要加強一級的預處理, 盡量去除原污水中的懸浮物質以防止填料發生堵塞和降低氧化池的處理負荷。
3.6 填 料
填料是生物膜賴以棲息的場所, 是生物膜的載體。因此, 載體填料是氧化池的關鍵, 直接影響著生物接觸氧化法的效能。對于載體填料通常的要求是: 有一定的生物膜附著能力; 比表面積大; 空隙率大, 水流阻力小; 強度大, 化學和生物穩定性好, 經久耐用; 截留懸浮物質能力強; 不溶出有害物質, 不引起二次污染; 與水的比重相差不大, 以免過分地增大氧化池荷重; 形狀規則, 尺寸均一, 使之在填料間形成均一的流速; 貨源充足, 價格便宜, 運輸和施工安裝方便等。污水處理站氧化池內選用生物膜附著能力強、水力學特性好和價格便宜的尼龍纖維填料, 填料層高度為3米, 填料成立體狀上下固定在填料支架上。
3.7 填料的反沖洗及氧化池的排泥
污水處理站氧化池在日常的運行管理中, 一方面, 加強氧化池內填料的反沖洗: 氧化池每運行8 h就對池內填料進行一次反沖洗。反沖洗時開大羅茨鼓風機的供風量反沖洗填料, 使填料上沉積的懸浮顆粒物質和衰老的生物膜脫離填料。反沖洗曝氣量為正常曝氣量的兩倍, 即水汽比為1: 20, 反沖洗時間為10~ 15m in。通過填料的反沖洗不但有效地防止了填料發生堵塞, 還促進了生物膜的更新, 確保了氧化池的正常運行。另一方面, 每天早班對氧化池進行排泥, 防止污泥在斗底長時間沉積會發生厭氧分解產生硫化氫等有毒害氣體影響生物膜的活性和懸浮顆粒堵塞填料。
3.8 氧化池的日常維護
1) 調節好原污水的水質與水量, 盡量去除原水中的各種懸浮物質, 特別是纖維狀懸浮物, 以防止填料堵塞。
2) 要仔細地觀察氧化池內的顏色、氣泡、臭氣、懸浮物污泥和曝氣狀況。一旦發現不正常, 應立即采取相應措施。
3) 填料反沖洗時, 曝氣量要緩慢增大, 以防止曝氣量瞬時增大使生物膜大量脫離填料。
4) 仔細觀察斜管沉淀池工況, 如發現沉淀池水面的色度大、懸浮物含量多、濁度大等情況, 因立即采取措施調整。
4 處理后的水質
云鋁公司的生活污水經生物接觸氧化法處理, 水質良好, 能穩定達到相關標準要求, 完全可以回收利用, 做到污水零排放。
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5 結 語
生物接觸氧化法因具有BOD 負荷高, 處理時間短, 占地面積較小, 維護管理方便, 無污泥回流、不會發生污泥膨脹等優點, 適用于水質水量變化較大的工業企業的污廢水的二級生物處理。但在采用生物接觸氧化法處理污水時, 要加強原污水的一級預處理, 降低進入生物氧化池的懸浮物含量, 及時對填料進行反沖洗, 防止氧化池內填料發生堵塞和促進生物膜更新; 要合理控制氧化池的曝氣量, 以確保氧化池內溶解氧含量維持在正常水平 ( 2~ 4 mg /L) ; 要隨時觀察氧化池內水面的色度、懸浮物含量、氣泡等情況, 特別是氧化池內出現曝氣不均勻時, 應立即采取相應措施進行處理, 防止因曝氣不均勻而影響氧化池出水水質。來源：云南冶金 作者: 符頡, 金艷, 楊虎(云南鋁業股份有限公司)
