二段生物接触氧化法处理城市污水评析.doc

1 二段生物接触氧化法处理城市污水评析摘要: 介绍了二段生物接触氧化法的构成、特点、运行情况、脱氮除磷效果及生物填料的选择,并进行了技术经济分析,最后总结了该工艺在城市污水处理厂中的应用情况。关键词:城市污水二段生物接触氧化脱氮除磷 1 工艺概述二段生物接触氧化法( 略称二段法) 将传统的生物接触氧化池分为二段: 第一段充分利用微生物处于对数增长期的吸附特性, 以低能耗、高负荷、快速的生物吸附和合成为主, 能够去除污水中 70% ~ 80% 的有机物,称为吸附合成期;第二段在低负荷下利用微生物的氧化分解作用, 对污水中残留的有机物进行氧化分解, 以进一步改善出水水质, 称为氧化分解阶段。由于进行了分段, 可充分发挥同类微生物种群间 2 的协同作用, 克服不同微生物种群间的拮抗作用, 故处理效率大大提高。二段法采用的是四池联壁式组合结构,这样既节省了占地和土建费用, 又能方便操作管理和运行维护, 并能减少水头损失,使厂区总体布局合理、工艺流程简洁流畅。二段法在第二段接触氧化池前后各设一座接触沉淀池, 能够截留污水中的悬浮物质, 并能将一段和二段完全分开, 使其各自成为独立系统以充分发挥各自的效能。典型的二段法工艺流程及生化组合池水力剖面图见图 1。污水自初沉池经导流墙进入一段接触氧化池底部,在此处经曝气充氧后自下而上流经填料层, 并经顶部集水系统收集后, 通过一沉池的导流墙进入一沉池, 然后自下而上经砂滤层接触沉淀后进入顶部集水系统, 再由导流墙导入二段接触氧化池、二沉池,最后出水进入消毒池。 2 工艺特点①无污泥回流二段法氧化池的填料上栖息着大量的高活性微生物, 它们能够高效快速地吸附合成和氧化分解污水中的有机物。由于填料上老化的生物膜会不断脱落, 从而使填料上附着的生物膜能较长时间地保持高活性, 所以不需污泥回流。又由于生化组合池设有二次接触沉淀池, 它能够高效截留和分离 3 污水中的悬浮物质,故也无需再设二沉池[ 1、2]。②污泥产量低、无污泥膨胀、运行稳定与活性污泥法和氧化沟工艺相比,二段法虽然容积负荷高,但污泥产量较低,主要是因为: a. 氧化池内的微生物链比较完整和稳定; b. 微生物内源呼吸进行得较充分,合成物质被进一步氧化[3]; c. 生物填料内部存在缺氧和厌氧区, 能部分分解、转化有机物。在活性污泥法中容易产生膨胀的菌种( 如丝状菌) 在二段法中不仅不产生膨胀, 而且能充分发挥其分解、氧化能力强的特点,但其沉降性能差,在曝气池中易随水流出[ 3]。由于二段法的第一段以生物吸附合成为主,且生物负荷和活性很高,对第二段起到了缓冲和保护作用,因此在 BOD5 、毒物、 pH 值冲击下生物膜受到的影响较小, 而且恢复很快、出水水质好、运行稳定。③水力停留时间短,具有脱氮功能二段法的生化组合池总停留时间一般控制在 ~ , 比活性污泥法(4~ 8h) 和氧化沟工艺(15 ~ 20h) 的要短得多;二段法还具有去除 NH3-N 的功能,对于一般的城市污水其去除率能达到 50% ~ 80% 。④工艺流程简洁、设备少、工程投资低由于二段法没有污泥回流, 也就不需设污泥回流泵房; 又由于生化组合池除阀门外没有其他设备,所以整个二段法工艺流程简洁、设 4 备少、工程投资低。 3 生物填料填料的选择是二段法的技术关键,填料质量的优劣直接影响着处理效能。笔者单位自行研制开发的两种质优价廉、分别适用于不同污水处理厂的生物填料的性能参数见表 1。表1 生物填料性能参数项目比表面积(m2/m3) 空隙率密度(g/cm3) 堆积密度(g/cm3) 抗压强度(Pa) 磨损率(%) 使用年限(a) 单价(元/m3) 矿渣Ⅲ型 5 200 ~ 300 ~ ~ ~ > 49 <38~ 10 150 ~ 200 聚丙烯弹性填料 150 ~ 200 ~ ~ > <1 15~ 20 200 ~ 300 4 脱氮除磷效果二段法对 NH3-N 的去除率与进水 NH3-N 的浓度、水力停留时间及气水比的关系见表 2。蕌 6 表2 两段法对 NH3-N 的去除效果进水 NH3-N(mg/L) 水力停留时间(h) 气水比去除率(%) > 100 5∶1 10 50~ 100 5∶1 35~ 50 30~ 50 5∶1 7 45~ 60 15~ 30 5∶1 50~ 70 5~ 15 3∶1 60~ 80 <5 3∶1 75~ 95 二段法的除磷效果不太明显,虽然生物填料上附着的生物膜内部有一定的缺氧、厌氧区,但由于这些区域太小, 不足以构成生物除磷的必备条件, 所以污水中的磷主要由生物合成而得到部分去