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水处理接触氧化法

生物接触氧化法又称淹没式生物滤池,在反应器内设置填料,污水经过充氧(或在氧化池底部鼓风曝气)后与填料相接触,在填料表面生物膜和填料空隙间的活性污泥双重作用下,使污水得到净化。接触氧化池内装有填料,大部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面,少部分则以活性污泥的形式悬浮生长于水中。因此,生物接触氧化法兼有活性污泥法与生物滤池特性,是一种以生物膜法作用为主、兼有活性污泥法作用的生物处理工艺。

生物接触氧化法一般要在生物接触氧化池前设置初沉池

,以去除污水中的悬浮物

,减轻生物接触氧化池的负荷,生物接触氧化后则需要设置二沉池,以去除生物接触氧化出水中携带的生物膜,保证系统出水水质达标。处理低浓度的城市污水时,接触停留时间一般为0.8~ [#].2h;处理COD&为500mg/L左右的工业废水时,接触停留时间一般为3~4h;处理0?&为1000mg/L以上的高浓度工业废水时,接触停留时间一般为10~41h。

生物接触氧化法一般用于处理溶解性B0D5值较高的有机污水。

1.接触氧化法的特点

生物量大、容积负荷高:接触氧化池内单位容积生物固体含量高于活性污泥法曝气池及生物滤池,一般在10~20g/L之间,因此,具有较高的容积负荷和对冲击负荷较强的适应能力。接触氧化池的容积负荷一般为3~6kgBOD5/(m3*d),比活性污泥法高5倍左右。

④生物活性高:接触氧化池的填料下鼓风曝气,不仅供氧免分,而旦对生物膜起到搅动作用,加速了生物膜的更新,使物膜的活性提高。曝气产生的紊流可以使附着在填料上的生物膜连续、均匀地与污水接触,增强了传质效果,提高了生物代谢速度。

2.常见接触氧化池的几种形式

根据曝气装置与填料的相对位置,接触氧化池可分为两类

一种是将曝气装置与填料分别设在不同的隔间内,形成曝气区与接触氧化区两部分,污水预先经过曝气充氧后,再进人填料层与生物膜相接触。这种池型的优点是填料层内水流平稳,有利于生物膜的生长,缺点是冲刷力较小,不利于生物膜的脱落更新,采用蜂窝填料时,容易造成填料孔堵塞。一般适用于bod5值较低的有机污水的处理或用于污水的深度处理

。曝气装置多采用表面机械曝气或鼓风曝气系统,曝气区设在接触氧化池的中心或一侧。

另一种是将曝气装置直接设在填料层的下面,曝气与接触氧化在同一个池内进行。和前一种池型相比,这种构造可提高池体的利用率,而且上升气流增加了填料层的水流紊动性,促使生物膜更新加快,有利于提高生物膜的活性;缺点是曝气装置设在填料层的下面,检修不便。常用生物接触氧化池的形式是后一种,一般适用于处理bod5值较高的有机污水。曝气装置多采用鼓风曝气系统。

3.接触氧化池的填料

生物接触氧化池内的填料是微生物的载体,其特性对池内生物固体含量、氧的利用率、水流条件和污水与生物膜的接触情况等起着重要的作用,是影响生物接触氧化法处理效果的关键因素。

(1)接触氧化法选用填料的技术要求

①比表面积大,空隙率大,而且截留悬浮杂质的能力强,对生物膜的附着作用较好;

②水流阻力小,流态好,有利于生物膜的生长和脱落更新;

③强度大、化学和生物稳定性较好,经久耐用,不会因溶出有害物质而引起二次污染;

④与水的密度基本相同,容易固定安装在接触氧化池内(悬浮填料能在曝气条件下在接触氧化池内自由活动);

⑤形状规则、尺寸均一,使填料层各个部分的水流流态相同,避免短流现象,而且运输安装和拆卸维修都很方便。

(2)常用接触氧化池填料的种类

接触氧化法所用填料按材质分有弹性填料、软性填料、半软性填料三种,按安装形式分有固定式和悬浮自由式两种。常用玻璃钢弹性蜂窝填料和软性纤维填料的规格分别见下表

孔径/mm

堆积容重/(kg.m-3)

壁厚/mm

比表面积/(m2,m~3)

孔隙率/%

块体规格/mm

19

40-42

0.2

208

98.4

700x500x5-2000

25

31-33

0.2

158

98.7

800x800x230

32

24-26

0.2

139

98.9

1000x500x5~900

36

23~25

0.2

110

99.1

800x500x200

项目

规格

尺寸

纤维束长度/mm

80

100

120

140

160

180

纤维束间距/mm

30

40

50

60

70

80

安装间距/mm

60

80

100

120

140

160

纤维束量/(束•irT3)

9259

3906

2000

1157

729

488

单位密度/(kg*«T3)

14-16

8.5-10

6~7

3.5~4

3-3.5

2.5~3

成膜后密度/(kg*m_3)

266

137

78

58

45

32

孔隙率/%

>99

>99

>99

>99

>99

>99

理论比表面积/(m2_irT3)

11188

6954

4273

2884

2770

1564

①弹性填料:弹性填料通常由硬聚氯乙烯塑料或玻璃钢制成波状薄片,在现场再粘合而成蜂窝状,塔式生物滤池大多也采用这种填料。蜂窝状弹性填料由薄片做成,空隙率较大,如直径为20_、管壁厚为0.122_的填料,空隙率高达98.3%。而且质地较轻,纵向强度大,在使用时堆积高度可达4~ [#]m。蜂窝管壁面光滑无死角,老化的生物膜易于脱落。蜂窝状弹性填料的孔径需要根据污水水质、有机负荷、充氧条件等因素进行选择确定,为防止填料堵塞,一般不用蜂窝状弹性填料处理高浓度有机污水,而且一般不采用扩散、射流或表面曝气方式充氧。

②软性填料:软性填料通常由尼龙、维纶、腈纶等化学纤维编结成束并用中心绳相连而成,因此又称纤维填料。软性填料比表面积大,不会堵塞,质量轻,运输方便,可用于处理高浓度污水。其缺点是填料的纤维容易与生物膜粘结在一起而产生结球

现象,使比表面积减少,影响处理效果。为防止生物膜生长后纤维结成球状,减小填料的比表面积,又有以硬性塑料为支架,其上缚以软性纤维的,成为组合软性填料。新型组合软性填料的纤维束绑扎在圆盘状支架上,支架外形为多孔薄片状圆盘,再用中心绳将带有纤维的圆盘串起来。这种软性填料不会出现结球现象,同时能起到良好的布水、布气作用,接触传质条件较好,氧的利用率较髙。

相似,不过将捆绑在其上的纤维束换成了与中心圆盘相连的塑■丝这种填料既有一定刚性,又有一定柔性,无论在水流还是在气流作用下,都能基本保持原有形状。半软性填料具有较强的重新布水和布气作用,耐腐蚀,不易堵塞,使用寿命较长,对有机物的去除效率较高。

④悬浮填料:弹性填料、软性填料和半软性填料都是采用框架支撑的方式安装在接触氧化池内,位置是相对固定的,安装麻烦且造价较高。现在,悬浮自由式填料的应用正在逐步推广。悬浮自由式填料有球状、盘状等多种样式,基本材质未变,关键是经过选择配料,将填料的密度核定在一定范围内(略高于要处理污水的密度)。使用时只要将填料按一定体积比(一般填料的堆积体积占池体容积的20%?50%)投人接触氧化池,根据实际磨损情况及时补充即可,省却了固定式填料安装和更换的诸多麻烦。悬浮自由式填料的缺点是对曝气装置要求较高,最好是采用不停水即可更换的曝气管道系统。

4.运行和管理应该注意的问题

(1)接触氧化法填料完全淹没在水中,因此启动时生物膜的培养方式和活性污泥法基本相同,可间歇培养也可直接培养,对于工业废水,在利用生活污水培养成生物膜后,还要进行驯化。

(2)当处理工业废水时,如果污水缺乏足够的氮、磷等营养成分,要及时分析化验进出水的氮、磷等营养成分含量,根据具体情况间断或连续向水中投加适量的营养盐。

(3)定时进行生物膜的镜检,观察接触氧化池内、尤其是生物膜中特征微生物的种类和数量,一旦发现异常要及时调整运行参数。

(4)尽量减少进水中的悬浮杂物,以防其中尺寸较大的杂物堵塞填料的过水通道。避免进水负荷长期超过设计值造成生物膜异常生长,进而堵塞填料的过水通道。一旦发生堵塞现象,可采取提高曝气强度,以增强接触氧化池内水流紊动性的方法,或采用出水回流,以提高接触氧化池内水流速度的方法,加强对生物膜的冲刷作用,恢复填料的原有效果。

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