生物接觸氧化法是在生物氧化池內(nèi)設(shè)置填料,使填料上長(zhǎng)滿生物膜,經(jīng)過(guò)充氧的廢水以一定的速度流經(jīng)填料,廢水與生物膜相接觸,并在生物膜微生物的作用下得到凈化的一種廢水處理方法。它的主要處理構(gòu)筑物———生物接觸氧化池是一種具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法處理構(gòu)筑物。近年來(lái),在城市污水和工業(yè)廢水的生物處理過(guò)程中,生物接觸氧化法、生物流化床和上流式厭氧床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,特別是生物接觸氧化法在高濃度工業(yè)廢水處理及活性污泥曝氣池改造中的應(yīng)用尤為廣泛。而在此法工藝中,氧化池填充的載體填料是核心部分,填料技術(shù)(填料選型、填料支架、配套曝氣系統(tǒng))直接影響著該工藝的處理效率、投資與運(yùn)行費(fèi)用。

1.載體填料的作用

生物接觸氧化池中的載體填料主要有以下3個(gè)作用。①是微生物生長(zhǎng)的載體,為微生物提供棲息和代謝繁殖的穩(wěn)定環(huán)境,并盡可能保持較多的微生物量。②是氧化池中生物膜微生物與廢水接觸的場(chǎng)所,且對(duì)水流有強(qiáng)制性的紊動(dòng)作用,使廢水能夠再分布,同時(shí)它對(duì)氧化池中的空氣泡有重復(fù)切割作用,提高了水中溶解氧的濃度,強(qiáng)化了微生物、有機(jī)物、溶解氧三者之間的傳質(zhì)過(guò)程。③可以截留吸附廢水中的一部分懸浮物質(zhì),降低氧化池出水中的懸浮物濃度。

2.幾種應(yīng)用較廣的填料及討論

生物接觸氧化池的填料經(jīng)歷了砂石、焦炭、玻璃鋼、塑料、纖維等多種形式。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外都注重填料技術(shù)的研究和應(yīng)用,尤其是我國(guó)相繼研究了幾種高效、經(jīng)濟(jì)的新型填料。

2. 1  硬性填料中的不規(guī)則填料

硬性填料中的不規(guī)則填料有焦炭、爐渣。它們的優(yōu)點(diǎn)是:易于就地取材,成本低廉,截流懸浮物的能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是水流阻力大,易于堵塞,表面積小,附著生物量少。以爐渣為填料的生物接觸氧化法處理城市污水的試驗(yàn)和生產(chǎn)運(yùn)行的結(jié)果表明:根據(jù)污水濃度,選用適當(dāng)粒徑(20～50 mm)的爐渣,以網(wǎng)箱作為爐渣填料支架,可長(zhǎng)期運(yùn)行,不發(fā)生堵塞,也不需要采取防堵塞措施,處理效果好,投資省,價(jià)格低廉,操作管理簡(jiǎn)化。該填料的工藝特點(diǎn)有:爐渣質(zhì)量輕,有良好的水力學(xué)性能,布?xì)夥绞降卯?dāng),可具有流態(tài)化的特點(diǎn);爐渣表面粗糙多孔,有較好的生物膜附著性,爐渣的吸附性能將污水中的有機(jī)物和溶解氧富集其表面,使微生物繁殖旺盛,生物膜活性高,從而提高了該工藝的處理效果。該方法也存在以下缺點(diǎn):膜更新較困難,不夠靈活;布?xì)饪刂撇缓?易發(fā)生堵塞;對(duì)高濃度工業(yè)廢水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果尚待試驗(yàn)考核。由此可見(jiàn),硬性填料中以爐渣作為生物接觸氧化池填料較為適宜,開(kāi)展高濃度氯堿工業(yè)廢水的中小試及生產(chǎn)性試驗(yàn)前景廣闊。如獲成功,將會(huì)降低污水處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用。

2. 2  軟性填料

20世紀(jì)80年代初,上海石化總廠環(huán)保研究所研制成功了軟性填料 。這種軟性填料通常由尼龍、維綸、滌綸、腈綸等化學(xué)纖維編織成束,再用中心繩連接而成,以防腐金屬鋼結(jié)構(gòu)框架作為填料支架,以散流曝氣器作為曝氣供氧系統(tǒng)。其主要優(yōu)點(diǎn)是:質(zhì)量輕,強(qiáng)度高,物理化學(xué)性能穩(wěn)定;纖維束在紊動(dòng)的水中激烈漂動(dòng),呈立體結(jié)構(gòu),比表面積大,生物膜附著能力強(qiáng),生物膜與廢水的接觸效率高;纖維束隨水漂動(dòng),不易被生物膜堵塞,適宜處理濃度較高的有機(jī)廢水。從錦(化工)集團(tuán)有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱“錦化公司”)污水處理廠生物接觸氧化法處理氯堿化工廢水的運(yùn)行實(shí)踐來(lái)看,該種填料雖有以上優(yōu)點(diǎn),但也具有以下缺點(diǎn):易于結(jié)團(tuán)、纏繞、厭氣腐爛,使填料實(shí)際可利用表面積減小,去除率降低;造價(jià)高,使用周期短,即其穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性較差;填料鋼結(jié)構(gòu)支架易于腐蝕,與軟性填料綁扎連接處易于磨損,造成維綸中心繩易磨斷損壞;散流曝氣器曝氣強(qiáng)度大,與曝氣鋼管路絲扣連接處易于腐蝕損壞,進(jìn)一步加劇了填料中心繩磨損和鋼結(jié)構(gòu)支架的沖刷腐蝕。

2. 3  半軟性填料

1985年,北京紡織科學(xué)研究所研制了BS型半軟性填料產(chǎn)品,獲得專利。在北京第三毛絨廠接觸氧化池內(nèi)進(jìn)行了生產(chǎn)運(yùn)行試驗(yàn),并獲得成功。它由變形聚乙烯塑料制成,主要特點(diǎn)是:特殊結(jié)構(gòu),每個(gè)填料起著小型分布器和布?xì)馄鞯淖饔?提高傳質(zhì)效率;不結(jié)球,無(wú)堵塞可能,且耐腐蝕耐磨,使用壽命長(zhǎng)。從錦化公司污水處理廠生物接觸氧化法處理氯堿化工廢水的生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)踐來(lái)看,半軟性填料的主要缺點(diǎn)是:微生物附著性能差,掛膜速度慢,耐負(fù)荷沖擊能力弱,因而易造成處理效果不穩(wěn)定;并且,造價(jià)較高。

2. 4  組合填料

1991年,國(guó)內(nèi)某設(shè)備廠創(chuàng)新研制出纖塑組合填料,該填料由高分子聚合物、醛化合成的纖維組成,兼有軟性填料和半軟性填料的優(yōu)點(diǎn),改進(jìn)了結(jié)構(gòu)形式,比表面積大,空隙可變,耐生物降解,傳質(zhì)效果好,有良好的布?xì)獠妓阅?有較好的水流狀態(tài),同時(shí)改善氣泡的切割條件,掛膜迅速,脫膜更新容易。該填料最大的優(yōu)點(diǎn)是:解決了軟性填料易結(jié)球、腐爛斷絲,半軟性填料掛膜困難、沖擊能力差等問(wèn)題。其缺點(diǎn)是造價(jià)較高。

2. 5  彈性立體填料

1991年,國(guó)內(nèi)某設(shè)備廠還創(chuàng)新研制出彈性立體填料,是用聚烯烴塑料制成的一種具有彈性絲條的填料。該填料以繩、柱、管構(gòu)成的緊繃支架為中心支撐,彈性絲條在水中呈均勻輻射立體狀態(tài),經(jīng)特殊加工處理(抗氧化、親水穩(wěn)定、拉毛、吸附添加劑)的彈性絲條對(duì)水中的微小氣泡具有一定的吸附能力,均勻舒展的彈性絲對(duì)水中的氣泡進(jìn)行多層次連續(xù)切割,極大地加速了氧氣的轉(zhuǎn)移速率,充氧效率可提高一倍以上,氣水比可減少50%,即可使氧化池的供氣量減少一半,節(jié)省電量,降低了處理成本。它與硬性蜂窩填料相比,空隙可變性大,不堵塞;與軟性填料相比,不粘連結(jié)團(tuán);與半軟性填料相比,掛膜迅速;與組合填料比,造價(jià)低,耐沖擊性略差。彈性立體填料耐腐蝕、耐溫、耐老化,使用壽命長(zhǎng)達(dá)5年以上,啟動(dòng)掛膜快,實(shí)用表面積大,并能有效防止水流短路,污泥產(chǎn)生量小。

2. 6　懸浮式填料

浙江、江蘇一些環(huán)保廠家陸續(xù)開(kāi)發(fā)出一些新的填料產(chǎn)品,目前使用較廣的有球型填料、籠式組合填料、懸浮式填料等。這些填料在氯堿化工廢水處理中還有一些缺陷,主要是掛膜困難,易于被化工廢水中的沉淀物堵塞,造價(jià)較高。

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