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接触氧化法处理污水

来源:环保设备网
时间:2019-09-17 23:52:02
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接触氧化法处理污水(1)接触氧化法的特征1)接触氧化法与其它生物处理方法比较,具有如下一些特点:①BOD容积负荷高,污泥生物量大,相对而言处理效率较高,而且对进水冲击负荷(水力冲击

(1)接触氧化法的特征

1)接触氧化法与其它生物处理方法比较,具有如下一些特点:

①BOD容积负荷高,污泥生物量大,相对而言处理效率较高,而且对进水冲击负荷(水力冲击负荷及有机浓度冲击负荷)的适应力强。

②处理时间短。因此在处理水量相同的条件下,所需装置的设备较小,因而占地面积小。

③能够克服污泥膨胀问题。生物接触氧化法同其他生物膜法一样,不存在污泥膨胀问题,对于那些用活性污泥法容易产生膨胀的污水,生物接触氧化法特别显示出优越性。容易在活性污泥法中产生膨胀的菌种(如球衣细菌等),在接触氧化法中,不仅不产生膨胀,而且能充分发挥其分解氧化能力强的优点。

④可以间歇运转。当停电或发生其它突然事故后,生物膜对间歇运转有较强的适应力。长时间的停车,细菌为适应环境的不利条件,它和原生动物都可进入休眠状态,显示了对不利生长的环境有较强的适应力;一旦环境条件好转,微生物又重新开始生长、代谢。有人试验,即使停止运转一个月,再重新开始运行,生物膜数日内即可恢复正常。

⑤维护管理方便,不需要回流污泥。由于微生物是附着在填料上形成生物膜,生物膜的剥落与增长可以自动保持平衡,所以无需回流污泥,运转十分方便。

⑥剩余污泥量少。

2)接触氧化法具有上述的优点,不失为一种高效的生化处理法。其高效处理的原理分析如下:

①生物活性高(泥龄低)。国内采用的接触氧化池中,绝大多数的曝气装置设在填料之下,不仅供氧充足,而且对生物膜起到了搅动作用,加速了生物膜的更新,使生物的活性提高。如果从“泥龄”来看,活性污泥法的“泥龄”为3~4天,而第一级氧化池的生物膜“平均泥龄”为1~2天。由于平均泥龄低,微生物总是处在很高的活力下工作。经耗氧速度测定,同样湿重的带有丝状菌的生物膜,其耗氧速度较活性污泥法的高1.81倍。

②传质条件好,微生物对有机物的代谢速度比较快。在接触氧化法中由于空气的搅动,整个氧化池的污水在填料之间流动,使生物膜和水流之间产生较大的相对速度,加快了细菌表面的介质更新,增强了传质效果,加快了生物代谢速度,缩短了处理时间。

③利于丝状菌的生长。在有填料的接触氧化池中,对丝状菌的生长很有利。丝状菌的存在,能提高对有机物的分解能力。

④充氧效率高。接触氧化法的填料有增进充氧效果的作用,动力效率在3kgO2/kw?h以上,比无填料的曝气提高30%。充氧效率高,则有机物的氧化速度相应提高。

⑤有较高的生物浓度。一般活性污泥法的污泥浓度为2~3g/L,而接触氧化法可达10~20g/L。由于微生物浓度高,故大大提高了BOD5容积负荷和处理效率。由于生物量大,对低浓度的污水,也能有效地进行处理;而且由于填料表面有利于硝化菌的生长,故能适应污水中氨氮硝化的要求。

3)尽管生物接触氧化法具有许多优点,是一种高效的生化处理构筑物,但也存在着一些缺点:

①生物膜的厚度随负荷的增高而增大,负荷过高则生物膜过厚,引起填料堵塞。故负荷不易过高,同时要有防堵塞的冲洗措施。

②大量产生后生动物(如轮虫类)。后生动物容易造成生物膜瞬时大块脱落,则易影响出水水质。

③填料及支架等往往导致建设费用增加。

(2)接触氧化池的构造

接触氧化池的构造见示意图1。

图1 生物接触氧化池构造示意图

1)池体

池体的作用除了进行净化污水外,还要考虑填料,布水、布气等设施的安装。当池体容积较小时,可采用圆形钢结构,池体容积较大时可采用矩形钢筋混凝土结构。池体的平面尺寸以满足布水、布气均匀,填料安装、维护管理方便为准。池体的底壁须有支承填料的框架和进水进气管的支座。池体厚度根据池的结构强度要求来计算。高度则由填料、布水布气层、稳定水层以及超高的高度来计算。同时,还必须考虑到充氧设备的供气压力或提升高度。一般总池高在3.5~6.0m左右。

2)填料

填料是生物膜赖以栖息的场所,是生物膜的载体,同时也有截留悬浮物的作用。因此,载体填料是接触氧化池的关键,直接影响生物接触氧化法的效能。载体填料的要求是:易于生物膜附着,比表面积大,空隙率大,水流阻力小,强度大,化学和生物稳定性好,经久耐用,截留悬浮物质能力强,不溶出有害物质,不引起二次污染,与水的比重相差不大,避免氧化池负荷过重,能使填料间形成均一的流速,价廉易得,运输和施工方便。

目前,国内主要采用合成树脂类作填料,如硬聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、环氧玻璃钢、环氧纸蜂窝等硬性填料;还开发出多种新颖的软性填料、半软性填料、弹性生物环填料以及漂浮填料等多种形式的填料。这些填料在生物接触氧化系统的建设费用中约占55~60%。所以载体填料直接关系到接触氧化法的经济效果。

3)布水布气装置

接触氧化池均匀地布水布气很重要,它对于发挥填料作用,提高氧化池工作效率有很大关系。供气的作用有三:①使生物接触氧化池溶解氧一般控制在4~5mg/L左右;②充分搅拌形成紊流,有利于均匀布水,紊流愈甚,被处理水与生物膜的接触效率愈高,传质效率良好,从而处理效果也愈佳;③防止填料堵塞,促进生物膜更新。

目前生产上常采用的布气方式有喷射器(水射器)供氧、穿孔管布气、曝气头布气等。布水方式分顺流和逆流两种。顺流指进水与供气同向,氧化池中水、气同向流动,此种工艺中填料不易堵塞,生物膜更新情况较好,较易控制;逆流指进水与供气方向相反,池内水、气逆向相对流动,气液接触条件好,增加了气水与生物膜的接触面积,故去除效果好,但由于进水部分的水力冲刷作用较小,填料上的生物膜不易脱落更新。国内通常采用的是顺流工艺。

(3)常用流程及其选择

生物接触氧化法的处理流程通常有两种,即一段法(一次生物接触氧化)和二段法(即两次接触生物氧化)。实践证明,在不同的条件下,这两种系统各有其特点,其经济性和适用性范围简介如下:

1)一段法

亦称一氧一沉法。原水先经调节池,再进入生物接触氧化池,尔后流入二次沉淀池进行泥水分离。处理后的上层水排放或作进一步处理,污泥从二次沉淀池定期排走。

这种流程虽然在氧化池中有时会引起短路,但全池填料上的生物膜厚度几乎相等,BOD负荷大体相同,具有完全混合型的特点,营养物(F)与活性微生物的重量(M)之比较低,微生物的生长处于下降阶段。此时微生物的增殖不再受自身生理机能的限制,而是由污水中营养物质的量起主导作用。

2)二段法

亦称二氧二沉法。采用二段法的目的,是为了增加生物氧化时间,提高生化处理效率,同时更适应原水水质的变化,使处理水质稳定。原水经调节池调节后,进入第一生物接触氧化池,然后流入中间沉淀池进行泥水分离,上层水继续进入第二接触氧化池,最后流入二次沉淀池,再次泥水分离,出水排放,沉淀池的污泥定期排出。

在二段法流程中,需控制第一段氧化池内微生物处于较高的F/M条件,当F/M>2.1时,微生物生长率可处于上升阶段。此时营养物远远超过微生物生长所需,微生物生长不受营养因素的影响,只受自身生理机能的限制。因而微生物繁殖很快,活力很强,吸附氧化有机物的能力较高,可以提高处理效率。为了维持微生物能处于较高的F/M条件下,BOD负荷随之提高,处理水中有机物浓度也就必然要高一些,这样在第二阶段氧化池内,须根据需要控制适当的F/M条件,一般在0.5左右,此时的微生物处于生长率下降阶段后的内源性呼吸阶段。由此可见,二段法流程的微生物工作情况与推流式活性污泥法或活性污泥AB法相似。

上面所述为两种基本流程。随着实践的变化,这两种流程可以随之变化:例如,有将接触氧化池分格,不设中间沉淀池,按推流型运行。氧化池分格后,可使每格的微生物与负荷条件更相适应,利用微生物专性培养驯化,提高总的处理效率。