生物接觸氧化法在生活污水處理中的應(yīng)用
摘要: 介紹了生物接觸氧化法的基本原理, 對(duì)生物接觸氧化法在實(shí)際中的應(yīng)用進(jìn)行了分析探討, 為生活污水處理提供了方法依據(jù)。
關(guān)鍵詞: 生活污水, 生物接觸氧化法, 應(yīng)用
生物接觸氧化法是處理生活污水和某些工業(yè)有機(jī)污水的一種常用方法, 在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛的研究和運(yùn)用。主要應(yīng)用于中小規(guī)模的污水處理。
云南鋁業(yè)股份有限公司在"九五" 、"十五" 兩期"環(huán)境治理、節(jié)能技術(shù)改造"工程中, 配套建設(shè)了生活污水處理設(shè)施, 所選用的處理方法就是 “生物接觸氧化法”。自投入運(yùn)行以來(lái), 經(jīng)過(guò)科學(xué)管理, 精心操作, 運(yùn)行始終穩(wěn)定可靠, 出水水質(zhì)良好, 可滿足《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》( GB /T18920 - 2002 ) 或《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) ( GB8978- 1996)。公司全部回用, 用于產(chǎn)品冷卻、綠地澆灌和生產(chǎn)區(qū)衛(wèi)生間沖洗。不僅實(shí)現(xiàn)了生活污水的零排放, 而且有效地節(jié)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(shí)際應(yīng)用做一些技術(shù)分析探討, 與同行交流。
1 基本原理
生物接觸氧化法屬浸沒(méi)型生物膜法, 在生物接觸氧化塔內(nèi)設(shè)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(méi)全部填料并與填料上的生物膜廣泛接觸, 通過(guò)微生物的新陳代謝作用, 將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為新生質(zhì)和CO2, 污水因此得以凈化。
2 污水處理工藝說(shuō)明
2.1 污水的來(lái)源和水質(zhì)
污水主要來(lái)源為: 生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)的生活污水、衛(wèi)生間沖洗水, 雨季時(shí)部分雨水管網(wǎng)未分流, 而造成的雨污混合水。
污水水質(zhì):
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(jiàn)圖1。
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3 生物接觸氧化池技術(shù)探討
3.1 生物接觸氧化池的結(jié)構(gòu)圖及氧化池簡(jiǎn)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(shí)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)污水處理量為40 m3 /h。
3.2 生物膜的培養(yǎng)及馴化
生物氧化池中采用自然培菌法培養(yǎng)生物膜。培菌時(shí), 先向氧化池內(nèi)注入生活污水至填料上表面, 再向氧化池內(nèi)加入10m3 過(guò)濾后的糞便水, 開(kāi)啟羅茨鼓風(fēng)機(jī)對(duì)氧化池進(jìn)行悶曝。經(jīng)過(guò)一個(gè)星期的悶曝氣后, 填料上開(kāi)始出現(xiàn)黏稠狀的生物膜。接下來(lái)打開(kāi)氧化池的進(jìn)水閥門, 連續(xù)向氧化池內(nèi)進(jìn)水, 進(jìn)水量由2m3、4 m3、6 m3 逐步增大。連續(xù)進(jìn)水時(shí)經(jīng)常觀察氧化池內(nèi)水面的顏色、懸浮物含量、曝氣及氣泡等情況。水溫在20 ~ 25# 時(shí), 經(jīng)過(guò)30~ 50 d 左右的培養(yǎng), 可完成氧化池內(nèi)的生物膜培養(yǎng), 此時(shí)氧化池處理水量可達(dá)到設(shè)計(jì)處理量( 1#、2#生物氧化池單池設(shè)計(jì)處理量為30 m3 /h, 3#、4#、5#生物氧化池單池設(shè)計(jì)處理量為40 m3 /h)。
如果要縮短生物膜的培養(yǎng)時(shí)間, 可用本站其他生物氧化池底的沉積污泥作為菌種進(jìn)行接種培菌。培菌時(shí)先向氧化池內(nèi)注入10~ 20 m3 其他氧化池內(nèi)的沉積污泥作為菌種, 再向氧化池內(nèi)注入10~ 15 m3 過(guò)濾后的糞便水, 使氧化池在高BOD5 負(fù)荷下掛膜。繼續(xù)向氧化池內(nèi)添加生活污水至填料以上 20 cm 左右, 進(jìn)行悶曝, 悶曝時(shí)間為2 d。悶曝2 d 后開(kāi)始小水量進(jìn)水, 進(jìn)水量從小逐步加大到設(shè)計(jì)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(nèi)生物膜的培養(yǎng)。
3.3 水力停留時(shí)間對(duì)運(yùn)行效果的影響
生物接觸氧化法處理污水時(shí), 氧化分解速度或硝化速度對(duì)接觸時(shí)間的依賴性很大。微生物對(duì)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化過(guò)程與微生物機(jī)體的化學(xué)過(guò)程緊密聯(lián)系。所以, 無(wú)論是將復(fù)雜的有機(jī)物分解氧化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物, 或者是比較簡(jiǎn)單的分解氧化產(chǎn)物合成復(fù)雜的細(xì)胞物質(zhì), 都需要一定的時(shí)間。從降低廢水有機(jī)物質(zhì)含量這一角度來(lái)說(shuō), 有機(jī)物轉(zhuǎn)移到生物膜所需的時(shí)間是重要的。這個(gè)轉(zhuǎn)移實(shí)質(zhì)上是微生物對(duì)廢水中的有機(jī)物吸著吸附過(guò)程。這個(gè)轉(zhuǎn)移一般能夠在廢水同生物膜接觸后數(shù)分鐘內(nèi)完成。但是, 生物處理對(duì)廢水中有機(jī)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(xì)胞合成作用, 使有機(jī)物無(wú)機(jī)化。被吸附在生物膜上的有機(jī)物, 經(jīng)氧化分解與合成全部轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定物質(zhì)所需時(shí)間較長(zhǎng)(數(shù)小時(shí)乃至數(shù)十天)。因此, 處理時(shí)間越長(zhǎng), 微生物對(duì)有機(jī)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(shí), 污水與生物膜的接觸時(shí)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(shí), 污水與生物膜的接觸時(shí)間為3~ 4 h。生物氧化池在運(yùn)行過(guò)程中遇到天氣變化, 水溫較低時(shí), 通常采用降低氧化池的處理量, 延長(zhǎng)污水與生物膜的接觸時(shí)間來(lái)確保氧化池對(duì)有機(jī)污染物的分解效率。
3.4 生物氧化池內(nèi)的曝氣設(shè)備及曝氣的作用
生物氧化池內(nèi)曝氣設(shè)備有羅茨鼓風(fēng)機(jī)、曝氣管和曝氣頭。其曝氣頭采用充氧效率高、經(jīng)久耐用的微孔橡膠模曝氣頭。氧化池內(nèi)曝氣作用主要有以下 3個(gè)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(xì)菌完成生物凈化作用的方法。微生物的氧化、合成內(nèi)源呼吸需要氧。所以除了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外, 氧是保證微生物正常生長(zhǎng)的一個(gè)重要條件。供氧使氧化池內(nèi)的溶解氧控制在一個(gè)相當(dāng)?shù)乃缴稀?/p>
2) 充分?jǐn)嚢? 形成紊流: 從流體力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看, 供氧使池內(nèi)水流充分?jǐn)噭?dòng), 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(zhì)效率越好, 從而提高處理效果。
3) 防止填料發(fā)生堵塞, 促進(jìn)生物膜更新: 供氣的攪動(dòng)作用使填料上衰老的生物膜及時(shí)剝落, 防止填料堵塞。同時(shí)還促進(jìn)生物膜更新, 提高處理效果。氧化池在運(yùn)行過(guò)程中池內(nèi)溶解氧的含量通過(guò)調(diào)節(jié)羅茨鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)量來(lái)實(shí)現(xiàn), 池內(nèi)的溶解氧含量控制在2.5~ 3.5 mg /L。
3.5 進(jìn)水SS對(duì)運(yùn)行效果的影響
生物接觸氧化法比其他好氧生物法維護(hù)管理方便, 其要點(diǎn)就是要防止氧化池內(nèi)的填料發(fā)生堵塞。進(jìn)入氧化池內(nèi)懸浮物( SS ) 多, 池內(nèi)填料就越容易發(fā)生堵塞。污水處理站生物氧化池在運(yùn)行過(guò)程中曾出現(xiàn)因進(jìn)入氧化池內(nèi)的懸浮物含量高, 池內(nèi)填料發(fā)生堵塞, 填料發(fā)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(zhì)較差等情況, 這一情況出現(xiàn)后, 通過(guò)采取了加大填料反沖洗強(qiáng)度和縮短反沖洗周期后得到解決。因此, 在氧化池時(shí)要加強(qiáng)一級(jí)的預(yù)處理, 盡量去除原污水中的懸浮物質(zhì)以防止填料發(fā)生堵塞和降低氧化池的處理負(fù)荷。
3.6 填 料
填料是生物膜賴以棲息的場(chǎng)所, 是生物膜的載體。因此, 載體填料是氧化池的關(guān)鍵, 直接影響著生物接觸氧化法的效能。對(duì)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(qiáng)度大, 化學(xué)和生物穩(wěn)定性好, 經(jīng)久耐用; 截留懸浮物質(zhì)能力強(qiáng); 不溶出有害物質(zhì), 不引起二次污染; 與水的比重相差不大, 以免過(guò)分地增大氧化池荷重; 形狀規(guī)則, 尺寸均一, 使之在填料間形成均一的流速; 貨源充足, 價(jià)格便宜, 運(yùn)輸和施工安裝方便等。污水處理站氧化池內(nèi)選用生物膜附著能力強(qiáng)、水力學(xué)特性好和價(jià)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(yùn)行管理中, 一方面, 加強(qiáng)氧化池內(nèi)填料的反沖洗: 氧化池每運(yùn)行8 h就對(duì)池內(nèi)填料進(jìn)行一次反沖洗。反沖洗時(shí)開(kāi)大羅茨鼓風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量反沖洗填料, 使填料上沉積的懸浮顆粒物質(zhì)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(shí)間為10~ 15m in。通過(guò)填料的反沖洗不但有效地防止了填料發(fā)生堵塞, 還促進(jìn)了生物膜的更新, 確保了氧化池的正常運(yùn)行。另一方面, 每天早班對(duì)氧化池進(jìn)行排泥, 防止污泥在斗底長(zhǎng)時(shí)間沉積會(huì)發(fā)生厭氧分解產(chǎn)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(hù)
1) 調(diào)節(jié)好原污水的水質(zhì)與水量, 盡量去除原水中的各種懸浮物質(zhì), 特別是纖維狀懸浮物, 以防止填料堵塞。
2) 要仔細(xì)地觀察氧化池內(nèi)的顏色、氣泡、臭氣、懸浮物污泥和曝氣狀況。一旦發(fā)現(xiàn)不正常, 應(yīng)立即采取相應(yīng)措施。
3) 填料反沖洗時(shí), 曝氣量要緩慢增大, 以防止曝氣量瞬時(shí)增大使生物膜大量脫離填料。
4) 仔細(xì)觀察斜管沉淀池工況, 如發(fā)現(xiàn)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(diào)整。
4 處理后的水質(zhì)
云鋁公司的生活污水經(jīng)生物接觸氧化法處理, 水質(zhì)良好, 能穩(wěn)定達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求, 完全可以回收利用, 做到污水零排放。
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5 結(jié) 語(yǔ)
生物接觸氧化法因具有BOD 負(fù)荷高, 處理時(shí)間短, 占地面積較小, 維護(hù)管理方便, 無(wú)污泥回流、不會(huì)發(fā)生污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn), 適用于水質(zhì)水量變化較大的工業(yè)企業(yè)的污廢水的二級(jí)生物處理。但在采用生物接觸氧化法處理污水時(shí), 要加強(qiáng)原污水的一級(jí)預(yù)處理, 降低進(jìn)入生物氧化池的懸浮物含量, 及時(shí)對(duì)填料進(jìn)行反沖洗, 防止氧化池內(nèi)填料發(fā)生堵塞和促進(jìn)生物膜更新; 要合理控制氧化池的曝氣量, 以確保氧化池內(nèi)溶解氧含量維持在正常水平 ( 2~ 4 mg /L) ; 要隨時(shí)觀察氧化池內(nèi)水面的色度、懸浮物含量、氣泡等情況, 特別是氧化池內(nèi)出現(xiàn)曝氣不均勻時(shí), 應(yīng)立即采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理, 防止因曝氣不均勻而影響氧化池出水水質(zhì)。
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