二段生物接触氧化法处理城市污水评析 |
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| 作者：赵立军 王… 点击数： 更新时间：2007-1-19 7:11:36 |
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。
关键字：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1.0～1.5h，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 |
200～300 |
0.3～0.5 |
1.3～1.5 |
0.6～0.8 |
＞49 |
＜3 |
8～10 |
150～200 |
| 聚丙烯弹性填料 |
150～200 |
0.8～0.9 |
0.65 |
0.2～0.3 |
＞19.6 |
＜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。
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 |
1.5 |
5∶1 |
10 |
| 50～100 |
1.0 |
5∶1 |
35～50 |
| 30～50 |
1.0 |
5∶1 |
45～60 |
| 15～30 |
1.5 |
5∶1 |
50～70 |
| 5～15 |
1.5 |
3∶1 |
60～80 |
| ＜5 |
1.5 |
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除，故其去除率很低。
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