摘 要：介紹了200m3/h污水處理裝置曝氣生物濾池的工藝流程、設(shè)計(jì)參數(shù)、濾池的結(jié)構(gòu)，論述了運(yùn)行過程中存在的問題，并根據(jù)現(xiàn)有的工藝，增加了人工反沖洗的操作。運(yùn)行結(jié)果表明，曝氣生物濾池作為把關(guān)工藝應(yīng)用于煉油污水的二段生化處理，是一種運(yùn)行可靠、出水水質(zhì)好和抗沖擊能力強(qiáng)的好氧生物處理工藝，能夠確保處理后出水達(dá)標(biāo)排放。

關(guān)鍵詞：煉油污水；曝氣生物濾池；二級處理；生物膜法；濾料 
 
0 前言
 
曝氣生物濾池也叫淹沒式曝氣生物濾池，此工藝充分借鑒了污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計(jì)思路，其工藝原理為，在濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面生長著高活性的生物膜，濾池內(nèi)部曝氣。污水流經(jīng)時(shí)，利用濾料的高比表面積帶來的高濃度生物膜的氧化降解能力對污水進(jìn)行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時(shí)，污水流經(jīng)時(shí)，濾料呈壓實(shí)狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點(diǎn)及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的懸浮物，且保證脫落的生物膜不會隨水漂出，此為截留作用；運(yùn)行一定時(shí)間后，因水頭損失的增加，需對濾池進(jìn)行反沖洗，以釋放截留的懸浮物以及更新生物膜，此為反沖洗過程。 
 
1 污水處理場概況
 
200噸/小時(shí)的污水處理裝置采用傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)、隔油和氣浮、沉降等一級處理工藝，去除了大部分油類和懸浮物的污水進(jìn)入生化系統(tǒng)，進(jìn)行二級處理。二級處理采用兩段生物膜工藝，其中一段采用接觸氧化法，用于去除大部分的有機(jī)物，二段采用曝氣生物濾池，進(jìn)一步去除有機(jī)物，并對懸浮物進(jìn)行截留，確保污水達(dá)標(biāo)排放。工藝流程如下圖1。
 
2 曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)
 
（1）設(shè)計(jì)水流量：200m3/h；
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（2）設(shè)計(jì)水質(zhì)：曝氣生物濾池進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

3 工藝的組成
 
（1）曝氣生物濾池。
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曝氣生物濾池采用長方形結(jié)構(gòu)，由八間鋼結(jié)構(gòu)池體組成，單間平面尺寸為5m×5.5m，深4.5m，濾池從下而上依次為配水系統(tǒng)、曝氣配風(fēng)系統(tǒng)、承托層、濾料層和出水偃。

（2）生物濾池曝氣供風(fēng)系統(tǒng)。

污水處理場生化系統(tǒng)由3臺D100-1.7離心鼓風(fēng)機(jī)統(tǒng)一供風(fēng)，流量Q=100m3/min，壓力P=0.07MPa。
 
4 生物濾池裝置的運(yùn)行及其效果
 
2006年11月，污水場開始試運(yùn)行，接觸氧化池運(yùn)行平穩(wěn)后，生物濾池濾池進(jìn)水，并調(diào)整曝氣風(fēng)量，污水處理量為90-120 m3/h，生物濾池曝氣總風(fēng)量控制在500m3左右。生物濾池運(yùn)行一個(gè)月后，生物膜基本成熟，COD、BOD、懸浮物去除能力基本達(dá)到達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。2007年1月生物濾池對COD、懸浮物的去除效果見表2、表3。

從表2、表3可以看出生物濾池出水除了1月16日COD略有超標(biāo)外，其它都在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，COD的去除能力達(dá)到65％－75%，懸浮物去除能力達(dá)到55－65%。但由于此套生物濾池?zé)o反沖洗工藝，到后期去除能力降低， 2007年2月生物濾池對COD、懸浮物的去除效果見表4、表5。
 
從表四、表五可以看出，隨著運(yùn)行周期的延長，生物濾池對COD、懸浮物去除能力逐間降低，甚至出現(xiàn)了出水指標(biāo)不合格現(xiàn)象。
 
在曝氣生物濾池運(yùn)行中，生物膜漸漸增厚，膜的厚度一般控制在300～400μm，此時(shí)生物膜新陳代謝能力強(qiáng)，出水水質(zhì)好。當(dāng)膜的厚度超過這一范圍時(shí)，一方面氧的傳遞速率減小，導(dǎo)致溶解氧過低，影響微生物的繁殖，生物膜活性變差，另一方面使傳質(zhì)速度減緩，有機(jī)物濃度過低，造成營養(yǎng)不足，生物膜難以形成，結(jié)果使去除能力降低，出水水質(zhì)變差。此外，進(jìn)水中的顆粒物質(zhì)被截留在濾料深處的填料空隙中，同時(shí)生長的過量微生物也被聚集在濾料深空隙中，隨著處理過程的持續(xù)運(yùn)行，填料的空隙度減小，嚴(yán)重影響曝氣生物濾池的正常運(yùn)行。
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反沖洗是保證曝氣生物濾池運(yùn)行的關(guān)鍵，其目的是在較短的反沖洗時(shí)間內(nèi)，使濾料得到適當(dāng)?shù)那逑�，恢�?fù)其截污功能，但也不能對濾料進(jìn)行過分沖刷，以免濾掉濾池正常運(yùn)行必要的生物膜。曝氣生物濾池的反沖洗周期通常為24～48小時(shí)，濾池截面上的反沖洗水速為15～25m/h，氣速為60～80m/h。根據(jù)現(xiàn)有的工藝,我們對生物濾池提出了反沖洗方案。

(1)反沖洗方式：逐臺對生物濾池進(jìn)行人工反沖洗，采用水氣聯(lián)合反沖洗。
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(2)反沖洗工藝。
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提高污水提升泵流量，加大鼓風(fēng)量，將污水送至生物濾池，利用水氣聯(lián)合作用，沖刷濾料的生物膜，使空隙中的懸浮物隨水帶出，反沖洗的污水越級進(jìn)入清水池，然后返回調(diào)節(jié)池重新處理，流程如圖一所示，圖中的粗實(shí)線為反沖洗水流程。

 
(3)反沖洗水量、氣量計(jì)算。

反洗水速按照15 m/h計(jì)算，反沖洗水量如下：
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反沖洗水量Q沖洗=反沖洗水速*濾池截面積=15*5*5.5=412.5 m3/h

反洗氣速按照60m/h計(jì)算，反沖洗氣量如下：
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反沖洗氣量Q沖洗=反沖洗氣速*濾池截面積=60*5*5.5=1650 m3/h

由于反沖洗水量越越超過污水處理量，用現(xiàn)有的工藝，只能將污水流量提高至200 m3/h，以免沖擊污水的其它工序，而鼓風(fēng)機(jī)的流量為100 m3/min，即6000 m3/h，為了盡可能的實(shí)現(xiàn)反沖洗的目的，水洗流量為200 m3/h，氣洗流量為2000 m3/h。
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(4)反沖洗周期。
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在現(xiàn)有條件下，由于水洗強(qiáng)度不夠，只能縮短反沖洗周期，以達(dá)到出水效果，所以反沖洗周期定位12小時(shí)。生物濾池方?jīng)_洗運(yùn)行后， 2007年4月生物濾池對COD、懸浮物的去除效果見表6、表7。
 
從表六、表七可以看出，經(jīng)過反沖洗后，生物濾池的出水水質(zhì)基本上穩(wěn)定在排放標(biāo)準(zhǔn)的邊界上，偶爾也有超標(biāo)現(xiàn)象，針對這一問題，我們優(yōu)化工藝，控制生化的水溫、PH值、溶解氧等工藝參數(shù)，降低生物濾池進(jìn)水的COD、BOD負(fù)荷，污水經(jīng)過曝氣生物濾池、連續(xù)過濾器后，污水實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放的目標(biāo)。
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5 曝氣生物濾池工藝的主要優(yōu)點(diǎn)
 
（1）曝氣生物濾池采用人工強(qiáng)制曝氣，代替了自然通風(fēng)；采用粒徑小、比表面積大的濾料，顯著提高了生物濃度；采用生物處理與過濾處理聯(lián)合方式，省去了二次沉淀池；采用生物膜加生物絮體聯(lián)合處理的方式，同時(shí)發(fā)揮了生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。
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（2）曝氣生物濾池同時(shí)具有生物氧化降解和過濾的作用，因而可獲得很高的出水水質(zhì)。
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（3）占地面積小，基建投資省。曝氣生物濾池之后不設(shè)二次沉淀池，可省去二次沉淀池的占地和投資。
 
（4）運(yùn)行費(fèi)用低。供氣能耗在所有好氧生物處理的運(yùn)行費(fèi)用中占了相當(dāng)?shù)谋壤�，曝氣生物濾池工藝氧的傳輸利用效率很高，曝氣量小，供氧動(dòng)力消耗低。
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（5）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，曝氣生物濾池可在正常負(fù)荷2～3倍的短期沖擊負(fù)荷下運(yùn)行，而其出水水質(zhì)變化很小。

（6）易掛膜，啟動(dòng)快。曝氣生物濾池在水溫15℃左右，2至3周即可完成掛膜過程。
 
（7）不產(chǎn)生臭氣、環(huán)境質(zhì)量高。
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6 污水場生物濾池運(yùn)行存在的問題
 
（1）我污水場生物濾池在設(shè)計(jì)時(shí)沒有反沖洗流程，使得濾料容易堵塞，水頭損失增加，同時(shí)生物膜的活性降低，生物膜活性不僅體現(xiàn)在生物氧化、降解方面，更表現(xiàn)為生物絮凝、吸附作用。對一些難降解的物質(zhì)，當(dāng)生物膜的活性較高時(shí)，可將其吸附、截留在池中，得以去除；反之去除效率將明顯降低。
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（2）無自動(dòng)化控制系統(tǒng)，難于管理。
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曝氣生物濾池有若干組濾池模塊拼裝而成，在運(yùn)行過程中要根據(jù)需要進(jìn)行切換、反沖洗，手動(dòng)控制工作量較大，為提高濾池的處理能力和對污染物的去除效果，必須有自動(dòng)控制系統(tǒng)完成對濾池的運(yùn)行控制。
 
參考文獻(xiàn)
［1］鄭俊，吳浩汀，成寒飛.曝氣生物濾池污水處理新技術(shù)及工程實(shí)例［Ｍ］.北京：北京化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

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