小型污水處理設(shè)施
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生物接觸氧化池的形式
接觸氧化池按曝氣裝登的位置 ，分為直流式與分流式。
1.直流式
直流式接觸氧化池的特點(diǎn)是直接在填料底部曝氣，在填料上產(chǎn)生上向流，生物膜受到氣流的沖擊、攪動(dòng)，加速其脫落、更新，使生物膜經(jīng)常保恃較高的活性，而且能夠避免堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生。此外，上升氣流不斷與填料撞擊，使氣泡反復(fù)切割，粒徑減小，增加了氣泡與污 水的接觸面積，提高了氧的轉(zhuǎn)移率。國(guó)內(nèi)多采用直流式的接觸氧化池。
2. 分流式
分流式接觸氧化池充氧與填料分置于單獨(dú)的區(qū)間，使污水在充氧間與填料間循環(huán)流動(dòng)，這種形式在國(guó)外多采用。分流式接觸氧化池有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，供氧狀況良好。但水流對(duì)生物膜沖刷力小，膜更新慢，易堵塞。
生物接觸氧化法的工藝流程
生物接觸氧化處理技術(shù)的工藝流程，一般可分為：一段處理流程、二段處理流程、多段處理流程。
1) 一段處理流程
也稱一氧一沉法。原水先經(jīng)調(diào)節(jié)池，再進(jìn)入生物接觸氧化池，然后流入二次沉淀池進(jìn)行泥水分離。處理后的上層水排放或作進(jìn)一步處理，污泥從二次沉淀池定期排走。這種流程雖然在氧化池中有時(shí)會(huì)引起短路，但全池填料上的生物膜厚度幾乎相等，BOD負(fù)荷大體相同，具有*混合型的特點(diǎn)，營(yíng)養(yǎng)物(F)與活性微生物的重量(M)之比較低，微生物的生長(zhǎng)處于下降階段。此時(shí)微生物的增殖不再受自身生理機(jī)能的限制，而是由污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量起主導(dǎo)作用。
2) 二段處理流程
也稱二氧二沉法。采用二段法的目的，是為了增加生物氧化時(shí)間，提高生化處理效率， 同時(shí)更適應(yīng)原水水質(zhì)的變化，使處理水質(zhì)穩(wěn)定。原水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后，進(jìn)入第yi生物接觸氧化池，然后流入中間沉淀池進(jìn)行泥水分離，上層水繼續(xù)進(jìn)入第二接觸氧化池，后流入二次沉淀池，再次泥水分離，出水排放，沉淀池的污泥定期排出。
在二段法流程中，需控制第yi段氧化池內(nèi)微生物處于較高的F/M條件，當(dāng) F/M > 2.1時(shí)，微生物生長(zhǎng)率可處于上升階段，此時(shí)營(yíng)養(yǎng)物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)微生物生長(zhǎng)所需，微生物生長(zhǎng)不受營(yíng)養(yǎng)因素的影響，只受自身生理機(jī)能的限制，因而微生物繁殖很快，活力很強(qiáng)，吸附氧化有機(jī)物的能力較高，可以提高處理效率。為了維持微生物能處于較高的F/M條件下，BOD負(fù)荷隨之提高，處理水中有機(jī)物濃度也就必然要高一些，這樣在第二階段氧化池內(nèi)，須根據(jù)需要控制適當(dāng)?shù)腇/M 條件，一般在0.5左右，此時(shí)的微生物處于生長(zhǎng)率下降階段后的內(nèi)源性呼吸階段。由此可見(jiàn)，二段法流程的微生物工作情況與推流式活性污泥法或活性污泥AB法 相似。
一段法流程簡(jiǎn)單易行，操作方便，投資較省，但對(duì)BOD的降解能力不如二段法。二段法流程處理效果好，可以縮短生物氧化所需的總時(shí)間，但增加了處理裝置和維護(hù)管理工作， 投資也比一段法高。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷較低，水力負(fù)荷較大時(shí)，采用一段法為好。當(dāng)有機(jī)負(fù)荷較高時(shí)采用二段法或推流式更為恰當(dāng)。試驗(yàn)表明，二段法中的第yi接觸氧化池，與第二接觸氧化池容積比宜選用7: 3為好。在推流式流程中，既可按BOD變化的條件分格（第yi格大，以后逐漸減小）；也可按水力負(fù)荷分格（每格為相等大小），一段、二段接觸氧化工藝處理流程。
3) 多段處理流程
上面所述一段、二段為兩種基本流程，隨著實(shí)踐的變化，這兩種流程可以隨之變化。例如，有將接觸氧化池分格，不設(shè)中間沉淀池，按推流型運(yùn)行，形成多段處理流程。氧化池分格后，可使每格的微生物與負(fù)荷條件更相適應(yīng)，利用微生物專性培養(yǎng)馴化，提高整的處理效率，其工藝流程如下圖所示。
生物接觸氧化法的主要特點(diǎn)
生物接觸氧化法與活性污泥法相比，兩者的綜合造價(jià)基本相同，但生物接觸氧化法比活性污泥法有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
(1)適用范圍廣；
(2)處理系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性較高；
(3)動(dòng)力消耗低；
(4)可間歇運(yùn)行。
盡管生物接觸氧化法具有許多優(yōu)點(diǎn)，是一種的生化處理工藝，但也存在著一些缺點(diǎn)：
(1)生物膜的厚度隨負(fù)荷的增高而增大，負(fù)荷過(guò)高則生物膜過(guò)厚，引起填料堵塞，故負(fù)荷不易過(guò)高，同時(shí)要有防堵塞的沖洗措施；
(2)填料及支架等往往導(dǎo)致建設(shè)費(fèi)用增加，更換填料時(shí)工作量大。
曝氣生物濾池處理污水的原理是反應(yīng)器內(nèi)濾料上所附生物膜中微生物氧化分解作用，濾料及微生物膜的吸附阻留作用和沿著水流方向形成的食物鏈分級(jí)捕食作用以及微生物膜內(nèi)部微環(huán)境的反硝化作用。
根據(jù)曝氣生物濾池中的水流流向，其可分為上向流和下向流曝氣生物濾池，由于上向流曝氣生物濾池接近于理想濾池，所以在實(shí)際工程中應(yīng)用較多。
曝氣生物濾池反應(yīng)器為周期運(yùn)行，從開(kāi)始過(guò)濾到反沖洗完畢為一個(gè)完整的周期。具體過(guò)程如下：
經(jīng)預(yù)處理的污水從濾池底部進(jìn)入濾料層，濾料層下部設(shè)有供氧的曝氣系統(tǒng)進(jìn)行曝氣，氣水為同向流。在濾池中，有機(jī)物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由于在堆積的濾料層內(nèi)和微生物膜的內(nèi)部存在厭氧/缺氧環(huán)境，在硝化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)部分反硝化，從濾池上部的出水可直接排出系統(tǒng)。
隨著過(guò)濾的進(jìn)行，由于濾料表面新產(chǎn)生的生物量越來(lái)越多，截留的SS不斷增加，在開(kāi)始階段濾池水頭損失增加緩慢，當(dāng)固體物質(zhì)積累達(dá)到一定程度，使水頭損失達(dá)到極限水頭損失或?qū)е耂S發(fā)生穿透，此時(shí)就必須對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，以除去濾床內(nèi)過(guò)量的微生物膜及SS，恢復(fù)其處理能力。
小型污水處理設(shè)施曝氣生物濾池的反沖洗采用氣水聯(lián)合反沖，反沖洗水為經(jīng)處理后的達(dá)標(biāo)水，反沖洗空氣來(lái)自于濾板下部的反沖洗氣管。反沖洗時(shí)關(guān)閉進(jìn)水和工藝空氣，先單獨(dú)氣沖，然后氣水聯(lián)合沖洗，后進(jìn)行水漂洗。反沖洗時(shí)濾料層有輕微膨脹，在氣水對(duì)濾料的流體沖刷和濾料間相互摩擦下，老化的生物膜與被截留的SS與濾料分離，沖洗下來(lái)的生物膜及SS隨反沖洗排水排出濾池，反沖洗排水回流至預(yù)處理系統(tǒng)。
曝氣生物濾池作為一種膜法污水處理新工藝，與傳統(tǒng)活性污泥法和接觸氧化法相比，具有以下特點(diǎn)：具有較高的生物濃度和較高的有機(jī)負(fù)荷
曝氣生物濾池采用的為粗糙多孔的球狀濾料，為微生物提供了較佳的生長(zhǎng)環(huán)境，易于掛膜及穩(wěn)定運(yùn)行，可在濾料表面和濾料間保持較多的生物量，單位體積內(nèi)微生物量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于活性污泥法中的微生物量（可達(dá)10～15g/l），高濃度的微生物量使得BAF的容積負(fù)荷增大，進(jìn)而減少了池容積和占地面積，使基建費(fèi)用大大降低。
工藝簡(jiǎn)單、出水水質(zhì)好
由于濾料的機(jī)械截留作用以及濾料表面的微生物和代謝中產(chǎn)生的粘性物質(zhì)形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超過(guò)10mg/l，因此可省去二沉池，進(jìn)而降低基建費(fèi)用。因進(jìn)行周期性的反沖洗，生物膜得以有效更新，表現(xiàn)為生物膜較薄，活性較高。有時(shí)即使生物處理發(fā)生故障，在短期內(nèi)其物理作用機(jī)理仍可保證高質(zhì)量的出水。BAF的處理出水不但可以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)可用于回用。
抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)
由于整個(gè)濾池中分布著較高濃度的微生物，其對(duì)有機(jī)負(fù)荷、水力負(fù)荷的變化不象傳統(tǒng)活性污泥那么敏感，同時(shí)無(wú)污泥膨脹問(wèn)題。
氧的傳輸效率高
曝氣生物濾池中氧的利用率可達(dá)20%～30%，曝氣量明顯低于一般生物處理。其主要原因是：①因?yàn)V料粒徑小，氣泡在上升過(guò)程中不斷被切割成小氣泡，加大了氣液接觸面積，提高了氧的利用率；②氣泡在上升過(guò)程中，由于濾料的阻擋和分割作用，使氣泡必須經(jīng)過(guò)濾料的縫隙，延長(zhǎng)了其停留時(shí)間，同樣有利于氧的傳質(zhì)；③理論研究表明，BAF中氧氣可直接滲入生物膜，因而加快了氧氣的傳輸速度，減少了供氧量。
易掛膜、啟動(dòng)快
BAF調(diào)試時(shí)間短，一般只需7～12天，而且不需接種污泥，采用自然掛膜馴化。由于微生物生長(zhǎng)在粗糙多孔的濾料表面，微生物不易流失，使其運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。BAF在短時(shí)間內(nèi)不使用的情況下可關(guān)閉運(yùn)行，一旦通水并曝氣，可在很短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行，這一特點(diǎn)說(shuō)明曝氣生物濾池非常適合一些水量變化大的地區(qū)的污水處理。
生物接觸氧化處理技術(shù)的實(shí)質(zhì)之一是在池內(nèi)充填填料，已充氧的污水將填料浸沒(méi)全部，并以一定的流速流經(jīng)填料。而填料上布滿生物膜，污水與生物膜通過(guò)接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化，因此，生物接觸氧化處理技術(shù)又稱為淹沒(méi)式曝氣生物濾池。
生物接觸氧化池的構(gòu)造
接觸氧化池是由池體、填料及支架、曝氣裝置、進(jìn)出水裝置以及排泥管道等部件所組成。
（一）池體
池體的作用除了進(jìn)行凈化污水外，還要考慮填料，布水、布?xì)獾仍O(shè)施的安裝。當(dāng)池體容積較小時(shí)可采用圓形鋼結(jié)構(gòu)，池體容積較大時(shí)可采用矩形鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)。池體的平面尺寸以滿足布水、布?xì)饩鶆颍盍习惭b、維護(hù)管理方便為準(zhǔn)。池體的底壁須有支承填料的框架和進(jìn)水進(jìn)氣管的支座。池體厚度根據(jù)池的結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度要求來(lái)計(jì)算。高度則由填料、布水布?xì)鈱?、穩(wěn)定水層以及超高的高度來(lái)計(jì)算。同時(shí)，還必須考慮到充氧設(shè)備的供氣壓力或提升高度。各部位的尺寸一般為：池內(nèi)填料高度為3.0~3.5m;底部布?xì)鈱痈邽?.6~0.7m;頂部穩(wěn)定水層0.5~0.6m,總高度約為4.5~5.0m。
