曝氣生物濾池簡淺析(編輯修改稿)
2025-05-04 03:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 生物濾池用填料制定較為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，因此，制定適于我國曝氣生物濾池的填料標(biāo)準(zhǔn)是十分重要的。合適的啟動(dòng)方式對曝氣生物濾池效能發(fā)揮作用明顯，也是保證濾池快速啟動(dòng)的決定性因素。同其他的生物膜反應(yīng)器啟動(dòng)方式一樣，曝氣生物濾池的啟動(dòng)也需同步進(jìn)行微生物在反應(yīng)器內(nèi)的富集和在填料表面的附著增殖過程，即填料表面穩(wěn)態(tài)生長的生物膜形成過程，也稱“掛膜”[23] 。國外采用的“掛膜”方式有3種: ①間歇培養(yǎng)并逐步增加濾速； ②在設(shè)計(jì)濾速下或逐漸增加濾速進(jìn)行連續(xù)流培養(yǎng)； ③投加活性污泥接種，進(jìn)行間歇或穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。3 種啟動(dòng)方式中生物膜的生長速率、分布以及污染物的去除率雖各不相同，但達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需的時(shí)間卻大致相同。通常情況下也可將生物濾池掛膜方式分為自然掛膜和接種掛膜2種基本類型。A. [24]根據(jù)自己的試驗(yàn)結(jié)果建議采用設(shè)計(jì)濾速下運(yùn)行連續(xù)培養(yǎng)以期得到更加穩(wěn)定的生物量。國內(nèi)很多生物膜裝置也采用了自然掛膜法，取得了很好的掛膜效果，而且運(yùn)行穩(wěn)定。接種掛膜法則是采用活性污泥接種，通氣悶曝一段時(shí)間后排出上清液，再加入待處理污水繼續(xù)悶曝一段時(shí)間，然后連續(xù)進(jìn)水、進(jìn)氣直至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行為止，這種方法具有掛膜迅速的特點(diǎn)。濾池反沖洗也是保證濾池效能的關(guān)鍵步驟。反沖洗的質(zhì)量不但決定處理出水水質(zhì)，同時(shí)還對運(yùn)行費(fèi)用有很大的影響。在運(yùn)行過程中，生物濾池隨著處理的進(jìn)行，濾層中的空隙將逐漸被新生長的生物膜和懸浮物堵塞，濾床的空隙率逐漸下降，濾層水頭損失增加，當(dāng)懸浮物達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)穿透濾床，導(dǎo)致出水水質(zhì)下降，這時(shí)濾層需要通過反沖洗來去除多余的懸浮物并更新生物膜，從而恢復(fù)其納污能力，保證濾池的正常運(yùn)行。合理的配水、配氣系統(tǒng)將是保證有效沖洗并保證反沖洗強(qiáng)度不會(huì)影響生物膜正常生物活性的關(guān)鍵。由于曝氣生物濾池運(yùn)行方式多種多樣，濾料種類各有不同，因此反沖洗技術(shù)的研究受到廣泛重視。傳統(tǒng)生物濾池的反沖洗方式有高速水流反沖洗，單獨(dú)水沖加表面助沖，氣水反沖洗等，而氣洗和水洗相結(jié)合可以減小反沖洗用水量，還可以取得比單純水洗更好的反沖洗效果[23] ，因此，氣水聯(lián)合反沖洗以其高效節(jié)能的特點(diǎn)被普遍應(yīng)用于曝氣生物濾池工藝中。劉榮光等[25]通過對單水、單氣和氣水同時(shí)反沖效果的對比，指出單水反沖過程僅利用了水流剪切力、濾料顆粒間的碰撞摩擦力，而在單氣反沖過程中，在濾層內(nèi)部主要是氣流剪切力，濾床表層剪切力和碰撞摩擦力，只有在氣水同時(shí)反沖時(shí)，污泥脫落才是水流剪切、摩擦，空氣剪切、摩擦和濾料顆粒間碰撞摩擦綜合作用的結(jié)果，因而效率最高。David Hall等[26]通過頻譜分析氣/水反沖時(shí)的壓力變化，發(fā)現(xiàn)氣/水反沖是效果最好的反沖機(jī)制。綜上研究，氣水聯(lián)合反沖洗是降低能耗，加強(qiáng)反沖洗效果，延長運(yùn)行周期的最佳選擇。三、應(yīng)用進(jìn)展實(shí)例通常情況下，單個(gè)曝氣生物濾池即可完成碳化、硝化、反硝化、除磷等功能， 為了強(qiáng)化曝氣生物濾池的處理效果，拓寬處理領(lǐng)域，研究人員通過對其濾料的選用、布水通水方式、濾速、負(fù)荷及濾料反沖洗等方面的改進(jìn)，按照污水處理要求不同，通過多級(jí)串聯(lián)或與其他工藝組合的形式將BAF單元應(yīng)用在除C /硝化工藝、除C /硝化/反硝化工藝以及其他廢水處理領(lǐng)域中，并取得了一定的效果。[ 27]英國曼徹斯特Davyhulme污水處理廠(WWTW)是英國西北地區(qū)最大的污水處理廠。服務(wù)居民人口70萬，再加上工業(yè)人口，其當(dāng)量人口可達(dá)135萬，進(jìn)水量達(dá)36104 m3 /d。自19世紀(jì)90年代以來，污水一直就地處理， 1911年當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)了活性污泥工藝，包括格柵、沉砂池、沉淀池和兩套并聯(lián)運(yùn)行的活性污泥系統(tǒng)，而無硝化功能。為滿足更嚴(yán)格的出水標(biāo)準(zhǔn)， 1998 年該廠設(shè)計(jì)了36座上流式Biostyr生物濾池設(shè)備，處理活性污泥系統(tǒng)的出水，使其排入曼徹斯特運(yùn)河前進(jìn)行脫氮處理。Davyhulme污水處理廠運(yùn)行期間95%以上采樣點(diǎn)TSS 30 mg/L，BOD5 20 mg/L， NH+42N 5 mg/L， 硝化率可達(dá)90%以上。 Colombes污水處理廠采用BAF工藝應(yīng)用實(shí)例[ 2 29]賽納中心(Seine Center)哥倫布污水處理廠(Co2lombes)位于巴黎密集的建筑群邊緣，緊靠居民區(qū)，且該場地面積僅為4 hm2，為了達(dá)標(biāo)排放、盡可能減少惡臭以及充分利用有限的土地，設(shè)計(jì)者將BAF單元應(yīng)用在生物處理階段來完成除C/硝化/反硝化。該污水處理廠進(jìn)水經(jīng)預(yù)處理和物化處理后，第一步進(jìn)入由1組24座Biofor生物濾池組成的除碳單元，這些生物濾池分布在中心廊道的兩側(cè)。每座濾池面積為104m2，上向流運(yùn)行， m厚的粒狀膨脹黏土。日常的反沖洗可以去除截留固體和脫落的剩余污泥。脫碳后出水進(jìn)入由29 座Biostyr生物濾池組成的硝化單元，這些生物濾池單池有效容積330m3 ，填充懸浮載體2聚苯乙烯圓珠，以上向流方式運(yùn)行，填料由過濾器頂板安裝有濾帽的支撐板截留在濾池內(nèi)。每日進(jìn)行正常的反沖洗，以沖掉污泥和恢復(fù)濾池的正常過濾性能。出水最后進(jìn)入由以甲醇為反硝化的碳源的12座B iofor濾池組成進(jìn)行反硝化作用。由于污水處理廠接受2條不同水質(zhì)下水道的污水，因此它可根據(jù)季節(jié)和水量的不同，靈活地將各構(gòu)筑物予以優(yōu)化組合，以滿足旱季和雨季不同時(shí)期水力負(fù)荷的變化。旱季運(yùn)行情況: m3 / s， kg COD /m3d kg SS/m3d， kg BOD /m3 kg TKN /m3d的運(yùn)行條件下，廢水經(jīng)除C /硝化/反硝化工藝處理后，各種污染物的去除率分別為: SS 98% ，BOD5 97% ， TKN 92% ， TP 76%。雨季運(yùn)行情況: m3 / / s， h，連續(xù)運(yùn)行8 h。除碳單元流量升高50%，硝化單元流量升高100%。試驗(yàn)期間流量恒定為255 000 m3 /h，即流量大約為設(shè)計(jì)流量的3倍。對于整個(gè)系統(tǒng)而言，8 h內(nèi)碳有機(jī)污染物去除量與24 h內(nèi)去除量幾乎相等，出水水質(zhì)無明顯變化。由此可見BAF可承受雨季時(shí)高負(fù)荷的沖擊。[ 30]1996年投入運(yùn)行的美國賓西法尼亞州的莫內(nèi)森焦化廢水處理廠， m， m的曝氣生物濾池處理含硫氰化物、氨及酚類化合物的廢水，平均流量為654 m3/d。該廠曾采用活性碳做濾料，但費(fèi)用昂貴，且出水水質(zhì)不能達(dá)到排放要求，后采用Colox m /h 的運(yùn)行條件下，硫氰化物、氨及酚類化合物去除率分別達(dá)到了99%、78%%。此外，臺(tái)灣高雄處理塑料工業(yè)廢水時(shí)[31] ，采用臭氧氧化和曝氣生物濾池組合的方式，可將二級(jí)出水的COD 值由150 ～180 mg/L 降至100 mg/L 以下，達(dá)到當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)。韓國采用兩極BAF處理電子工業(yè)廢水
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