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      導流曝氣生物濾池在污水處理中的應用

      來源: 水委會2010-07-05 訪問:
      3.2  工藝流程說明

      預處理池主要由化糞池、格柵調節池、預消毒系統三部分組成。其功能是降低污水中的SS和一定程度的BOD5CODcr等指標,出來的污水自上而下進入導流曝氣生物過濾系統。

      導流曝氣生物濾池的內錐為生物接觸氧化區,外錐為生物過濾區,底部為導流沉降回流區。在接觸氧化區和生物過濾區內,設有濾料,導流沉降回流區內裝有導流板,濾料下部設有濾池反沖洗空氣管和水管。其污水流向為:污水自上而下進入內錐及生物接觸氧化區內,通過濾料空隙間曲折下行至導流沉降回流區,在導流墻的作用下,進入生物過濾區,并同樣通過濾料空隙曲折上升。空氣的流向為:在接觸氧化區內,空氣是自下而上,在濾料空隙間曲折上升;在生物過濾區內空氣同樣是自下而上,在濾料空隙間曲折上升。水與空氣在接觸氧化區內對流接觸,在濾料空隙間曲折上升,與污水及濾料上附著的生物膜充分接觸,在好氧條件下發生氣、液、固三相反應。同樣,水與空氣在生物過濾區內,在濾料空隙間曲折上升,與污水及濾料上附著的生物膜充分接觸,在好氧條件下,發生氣、液、固三相反應。由于生物膜附著在濾料上,不受泥齡限制,因而種類豐富,對于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、攔截在濾料表面,作為降解菌的營養基質,加速降解菌形成生物膜,生物膜又進一步“俘獲”基質,將其同化、代謝、降解。在碳氧化/硝化合并處理時,靠近濾池進水口的濾層段內有機污染濃度高,異養菌群占絕對優勢,大部分的含碳污染物(CODcrBOD5SS在此得以降解和去除,濃度逐漸降低。在導流曝氣生物濾池下部的自養型細菌中硝化菌占優勢,氨氮被硝化。在生物膜內部以及部分填料間的空隙,蓄積的大量活性污泥中存在著兼性微生物。因此,在導流曝氣濾池中可發生碳污染物的去除,同時有硝化和反硝化的功能。粒狀濾料及生物膜除了吸附攔截等作用外,兼有過濾的作用,隨著處理過程的進行,在濾料空隙間蓄積了大量的活性污泥。這些懸浮狀活性污泥在濾料縫隙間形成了污泥濾層,在氧化降解污水中有機物的同時,還起到了很好的吸附過濾作用,從而能使有機物及懸浮物均得到比較徹底的清除。

      在運行過程中,隨著生物膜的新陳代謝,脫落的生物膜及濾料上截留的雜質不斷增加,濾料中水頭損失增大,水位上升,到一定時期,需對濾料進行反沖洗。導流曝氣生物濾池以其貯存在清水池中清澈的出水作為反沖用水,不另設反沖水池,反沖洗廢水通過排水管回流到預處理設施。經導流曝氣生物濾池處理后的水,流入消毒區,本工藝采用二氧化氯消毒,使凈化后的水質優于《國家污水排放綜合標準》二級排放標準或達到中水回用標準。污水處理過程中,要產生一定的污泥,污泥經消毒、干化處理后可用作肥料。

      4  本工藝主要特點

      4.1  較小的池容和占地面積

      導流曝氣生物濾池的BOD5容積負荷大,幾乎是常規二級生物處理的510倍,所以它的池容積和占地面積較常規二級生物處理工藝要小得多。同時,由于初濾池后可不設二次沉淀池,大大節省了占地面積和土建費用。污水處理廠采用導流曝氣生物濾池的總占地面積只有氧化溝工藝的1/3

      濾池內高比表面積和粗糙多孔的粒狀生物填料,使其可能積聚多達1015gL的微生物量,高濃度的微生物量將使得導流曝氣生物濾池的容積負荷大為提高,減少池容及占地面積,此對擬建的污水處理設施具有重要意義。

      由于導流曝氣生物濾池對污水中懸浮物的生物截留作用,使出水中的SS很少,完全達到國家所要求的排放標準,故濾池后面不需設置二沉池。

      4.2  抗沖擊負荷能力強,處理效果穩定

      處理系統的出水水質好,是由于整個過濾分流中存在著較高濃度的微生物,生化反應速率高,并可通過控制供氣量使濾池中存在好氧和缺氧環境,使得該裝置組合可實現硝化、反硝化。同時,由于高濃度的微生物以生物膜的形式固定在粒狀濾料的表面,無污泥膨脹之慮,不會因濾池受水力負荷的沖擊而造成微生物流失,因此,導流曝氣生物濾池對水力負荷及有機負荷都具有較強的抗沖擊能力。

      4.3  簡化處理流程

      由于導流曝氣生物濾池的生物和物理綜合截留作用,處理后水中的SS很少,故不需設置二沉池和污泥回流泵房,使處理流程得以簡化,進一步節省占地面積。

      4.4  工程費用及運轉費用相對較低

      由于導流曝氣生物濾池工藝流程短、池容小和占地省,使工程費用大大低于常規二級生物處理工藝。同時,采用濾池專用曝氣系統并利用粒狀濾料對氣泡的切割及阻擋作用,使得氣泡在濾層中進一步被細碎,強化氣、液傳質效應,增加濾層內的微生物與空氣的接觸面積和時間,導致濾池總體充氧效率大為提高,氧的利用率達30%以上,從而降低能耗

      4.5  自動化程度高,運行管理簡單

      由于相關工業技術的發展,一些先進的自動化設備如液位傳感器、在線溶氧測定儀、定時器、變頻器、PLC中央程控系統及微電腦等產品的出現,使得導流曝氣生物濾池運行管理自動化得以順利實現,其運行管理變得簡單易行。

      一般來說,導流曝氣生物濾池可以對進水水質、水量以及污水中溶解氧濃度進行在線檢測,并通過PLC控制系統方便地調整曝氣時間的長短,控制風機的供氧量,易于優化運行,特別是對大規模污水處理廠更顯突出。

      4.6  脫氮除磷效果好

      通過設置不同功能的濾池組合或在同一濾池中設置不同的功能分區,即通過兩組裝置或在同一座濾池內,分別人為地造成好氧、缺氧的環境,可使濾池在降解污水中有機物(BOD5)的同時,還能去除污水中的氮和部分磷。

      根據生活和醫院污水處理工程實際情況表明,在導流曝氣生物濾池運行過程中,濾料中存在著厭氧或缺氧的微環境,使得導流曝氣生物濾池內部生存著大量厭氧或兼性微生物。在導流曝氣生物濾池進行除碳、硝化的過程中,由于濾料上存在著厭氧或兼性微生物,脫氮的同時反硝化反應也在進行,其反硝化效率可達50%以上。

      4.7  對氣溫及運行方式的適應性強

      由于大量的微生物生長在粒狀填料粗糙多孔的內部和表面,微生物不會流失,即使長時間不運轉也能保持其菌種的活性。如長時間停止不用后再恢復運行,可在進水、供氣后的幾天內恢復正常運行;由于導流曝氣生物濾池所特有的高微生物量,使得該濾池對氣溫變化的適應性也較強。

      4.8  構筑物模塊化,有利于擴建

      導流曝氣生物濾池單元為模塊化結構,能較好地適應城鎮污水處理廠分期建設的要求。

      4.9  材料設備國產化

      導流曝氣生物濾池所需的主要設備和材料,國內均可配套生產,基本不需進口。只有少量自控檢測儀表和執行機構需進口


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