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    导流曝气生物滤池在污水处理中的应用

    来源: 水委会2010-07-05 访问:
    3.2  工艺流程说明

    预处理池主要由化粪池、格栅调节池、预消毒系统三部分组成。其功能是降低污水中的SS和一定程度的BOD5CODcr等指标,出来的污水自上而下进入导流曝气生物过滤系统。

    导流曝气生物滤池的内锥为生物接触氧化区,外锥为生物过滤区,底部为导流沉降回流区。在接触氧化区和生物过滤区内,设有滤料,导流沉降回流区内装有导流板,滤料下部设有滤池反冲洗空气管和水管。其污水流向为:污水自上而下进入内锥及生物接触氧化区内,通过滤料空隙间曲折下行至导流沉降回流区,在导流墙的作用下,进入生物过滤区,并同样通过滤料空隙曲折上升。空气的流向为:在接触氧化区内,空气是自下而上,在滤料空隙间曲折上升;在生物过滤区内空气同样是自下而上,在滤料空隙间曲折上升。水与空气在接触氧化区内对流接触,在滤料空隙间曲折上升,与污水及滤料上附着的生物膜充分接触,在好氧条件下发生气、液、固三相反应。同样,水与空气在生物过滤区内,在滤料空隙间曲折上升,与污水及滤料上附着的生物膜充分接触,在好氧条件下,发生气、液、固三相反应。由于生物膜附着在滤料上,不受泥龄限制,因而种类丰富,对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、拦截在滤料表面,作为降解菌的营养基质,加速降解菌形成生物膜,生物膜又进一步“俘获”基质,将其同化、代谢、降解。在碳氧化/硝化合并处理时,靠近滤池进水口的滤层段内有机污染浓度高,异养菌群占绝对优势,大部分的含碳污染物(CODcrBOD5SS在此得以降解和去除,浓度逐渐降低。在导流曝气生物滤池下部的自养型细菌中硝化菌占优势,氨氮被硝化。在生物膜内部以及部分填料间的空隙,蓄积的大量活性污泥中存在着兼性微生物。因此,在导流曝气滤池中可发生碳污染物的去除,同时有硝化和反硝化的功能。粒状滤料及生物膜除了吸附拦截等作用外,兼有过滤的作用,随着处理过程的进行,在滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥。这些悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层,在氧化降解污水中有机物的同时,还起到了很好的吸附过滤作用,从而能使有机物及悬浮物均得到比较彻底的清除。

    在运行过程中,随着生物膜的新陈代谢,脱落的生物膜及滤料上截留的杂质不断增加,滤料中水头损失增大,水位上升,到一定时期,需对滤料进行反冲洗。导流曝气生物滤池以其贮存在清水池中清澈的出水作为反冲用水,不另设反冲水池,反冲洗废水通过排水管回流到预处理设施。经导流曝气生物滤池处理后的水,流入消毒区,本工艺采用二氧化氯消毒,使净化后的水质优于《国家污水排放综合标准》二级排放标准或达到中水回用标准。污水处理过程中,要产生一定的污泥,污泥经消毒、干化处理后可用作肥料。

    4  本工艺主要特点

    4.1  较小的池容和占地面积

    导流曝气生物滤池的BOD5容积负荷大,几乎是常规二级生物处理的510倍,所以它的池容积和占地面积较常规二级生物处理工艺要小得多。同时,由于初滤池后可不设二次沉淀池,大大节省了占地面积和土建费用。污水处理厂采用导流曝气生物滤池的总占地面积只有氧化沟工艺的1/3

    滤池内高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料,使其可能积聚多达1015gL的微生物量,高浓度的微生物量将使得导流曝气生物滤池的容积负荷大为提高,减少池容及占地面积,此对拟建的污水处理设施具有重要意义。

    由于导流曝气生物滤池对污水中悬浮物的生物截留作用,使出水中的SS很少,完全达到国家所要求的排放标准,故滤池后面不需设置二沉池。

    4.2  抗冲击负荷能力强,处理效果稳定

    处理系统的出水水质好,是由于整个过滤分流中存在着较高浓度的微生物,生化反应速率高,并可通过控制供气量使滤池中存在好氧和缺氧环境,使得该装置组合可实现硝化、反硝化。同时,由于高浓度的微生物以生物膜的形式固定在粒状滤料的表面,无污泥膨胀之虑,不会因滤池受水力负荷的冲击而造成微生物流失,因此,导流曝气生物滤池对水力负荷及有机负荷都具有较强的抗冲击能力。

    4.3  简化处理流程

    由于导流曝气生物滤池的生物和物理综合截留作用,处理后水中的SS很少,故不需设置二沉池和污泥回流泵房,使处理流程得以简化,进一步节省占地面积。

    4.4  工程费用及运转费用相对较低

    由于导流曝气生物滤池工艺流程短、池容小和占地省,使工程费用大大低于常规二级生物处理工艺。同时,采用滤池专用曝气系统并利用粒状滤料对气泡的切割及阻挡作用,使得气泡在滤层中进一步被细碎,强化气、液传质效应,增加滤层内的微生物与空气的接触面积和时间,导致滤池总体充氧效率大为提高,氧的利用率达30%以上,从而降低能耗

    4.5  自动化程度高,运行管理简单

    由于相关工业技术的发展,一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器、PLC中央程控系统及微电脑等产品的出现,使得导流曝气生物滤池运行管理自动化得以顺利实现,其运行管理变得简单易行。

    一般来说,导流曝气生物滤池可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测,并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短,控制风机的供氧量,易于优化运行,特别是对大规模污水处理厂更显突出。

    4.6  脱氮除磷效果好

    通过设置不同功能的滤池组合或在同一滤池中设置不同的功能分区,即通过两组装置或在同一座滤池内,分别人为地造成好氧、缺氧的环境,可使滤池在降解污水中有机物(BOD5)的同时,还能去除污水中的氮和部分磷。

    根据生活和医院污水处理工程实际情况表明,在导流曝气生物滤池运行过程中,滤料中存在着厌氧或缺氧的微环境,使得导流曝气生物滤池内部生存着大量厌氧或兼性微生物。在导流曝气生物滤池进行除碳、硝化的过程中,由于滤料上存在着厌氧或兼性微生物,脱氮的同时反硝化反应也在进行,其反硝化效率可达50%以上。

    4.7  对气温及运行方式的适应性强

    由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面,微生物不会流失,即使长时间不运转也能保持其菌种的活性。如长时间停止不用后再恢复运行,可在进水、供气后的几天内恢复正常运行;由于导流曝气生物滤池所特有的高微生物量,使得该滤池对气温变化的适应性也较强。

    4.8  构筑物模块化,有利于扩建

    导流曝气生物滤池单元为模块化结构,能较好地适应城镇污水处理厂分期建设的要求。

    4.9  材料设备国产化

    导流曝气生物滤池所需的主要设备和材料,国内均可配套生产,基本不需进口。只有少量自控检测仪表和执行机构需进口


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