水解酸化—生物接觸氧化工藝在污水處理中的進展
1 水解酸化(hua)-生(sheng)物接觸氧化(hua)工藝概述(shu)[1-2]
水(shui)解(jie)酸(suan)化-生物(wu)接觸氧(yang)化工藝是20 世紀(ji)80 年代以來開發(fa)的(de)水(shui)處(chu)理(li)新技術，已(yi)被(bei)廣泛地應用(yong)于(yu)城(cheng)市污水(shui)、啤酒廢(fei)水(shui)、印染廢(fei)水(shui)、合成橡膠廢(fei)水(shui)等類型的(de)廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)中，并(bing)取得了較好的(de)效果。
2 水解(jie)酸化工藝(yi)[3-7]
水(shui)解(jie)(jie)(jie)酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)工藝的(de)(de)探討其(qi)實是從污水(shui)厭(yan)氧(yang)生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理(li)開始的(de)(de)，經(jing)過(guo)(guo)反復(fu)試驗和理(li)論分(fen)(fen)析，逐步(bu)發展為水(shui)解(jie)(jie)(jie)酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理(li)工藝。物(wu)(wu)料的(de)(de)厭(yan)氧(yang)生(sheng)物(wu)(wu)降解(jie)(jie)(jie)過(guo)(guo)程可以分(fen)(fen)為四(si)個階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)。一(yi)是水(shui)解(jie)(jie)(jie)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)，微生(sheng)物(wu)(wu)通過(guo)(guo)釋放胞外自由酶(mei)或(huo)連接在(zai)細(xi)(xi)胞外壁(bi)上的(de)(de)固(gu)定酶(mei)來完成生(sheng)物(wu)(wu)催化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)反應(ying)主(zhu)要(yao)指(zhi)大(da)(da)分(fen)(fen)子(zi)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)分(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)為小(xiao)分(fen)(fen)子(zi)及(ji)其(qi)水(shui)溶(rong)(rong)(rong)物(wu)(wu)。二(er)是發酵或(huo)酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)，酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)菌將(jiang)(jiang)上述小(xiao)分(fen)(fen)子(zi)轉化(hua)(hua)(hua)為更(geng)為簡單的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)并分(fen)(fen)泌到(dao)細(xi)(xi)胞外，主(zhu)要(yao)產(chan)物(wu)(wu)有揮發性脂肪酸(suan)(suan)、醇類(lei)、乳酸(suan)(suan)等。三是產(chan)乙(yi)酸(suan)(suan)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)，指(zhi)上一(yi)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)產(chan)物(wu)(wu)被進一(yi)步(bu)轉化(hua)(hua)(hua)為乙(yi)酸(suan)(suan)、氫(qing)氣、碳(tan)酸(suan)(suan)及(ji)新的(de)(de)細(xi)(xi)胞物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。四(si)是產(chan)甲(jia)(jia)烷(wan)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)，指(zhi)上一(yi)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)產(chan)物(wu)(wu)被轉化(hua)(hua)(hua)為甲(jia)(jia)烷(wan)、二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)及(ji)新的(de)(de)細(xi)(xi)胞物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。水(shui)解(jie)(jie)(jie)酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)工藝就是考(kao)慮到(dao)產(chan)甲(jia)(jia)烷(wan)菌與(yu)水(shui)解(jie)(jie)(jie)產(chan)酸(suan)(suan)菌生(sheng)長速度不(bu)同，將(jiang)(jiang)厭(yan)氧(yang)處(chu)理(li)控制(zhi)在(zai)反應(ying)時間較短的(de)(de)厭(yan)氧(yang)處(chu)理(li)第(di)一(yi)和第(di)二(er)階(jie)(jie)段(duan)(duan)(duan)，即在(zai)大(da)(da)量水(shui)解(jie)(jie)(jie)細(xi)(xi)菌、酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)菌作用下將(jiang)(jiang)不(bu)溶(rong)(rong)(rong)性有機(ji)物(wu)(wu)水(shui)解(jie)(jie)(jie)為溶(rong)(rong)(rong)性有機(ji)物(wu)(wu)，將(jiang)(jiang)難生(sheng)物(wu)(wu)降解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)大(da)(da)分(fen)(fen)子(zi)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)轉化(hua)(hua)(hua)為易生(sheng)物(wu)(wu)降解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)小(xiao)分(fen)(fen)子(zi)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)過(guo)(guo)程。
2.1 水解酸化(hua)工(gong)藝特點
采(cai)用水解酸化池(chi)較之全(quan)過程的厭氧池(chi)或曝氣池(chi)具有以下特點：
(1)不需(xu)(xu)要(yao)(yao)曝(pu)氣系統，也(ye)不需(xu)(xu)要(yao)(yao)密閉(bi)池(chi)體(ti)，不需(xu)(xu)要(yao)(yao)攪拌器，也(ye)不需(xu)(xu)要(yao)(yao)三(san)相分離器，大(da)大(da)降低(di)了造價和運(yun)行、維護費用。
(2)由于(yu)水解、酸化反應迅速(su)，故有效水力停(ting)留時間短，水解反應池體積小，節省了土建投資。
(3)由于(yu)反應控制在第二階(jie)段完(wan)成前，出水無(wu)厭氧發酵(jiao)的(de)難(nan)聞氣味，改善(shan)了污水廠站的(de)環境(jing)。
(4)能有效降解(jie)有機物(wu)，具有污(wu)泥(ni)消化池的功能，減少了污(wu)泥(ni)量，能實現(xian)污(wu)水、污(wu)泥(ni)一次處理。
(5)水解、酸化階段的產物是小分子有(you)機物，可生化性較(jiao)好，若結合后續好氧工(gong)藝使(shi)用，實(shi)踐(jian)證明具(ju)有(you)很好的處理效果。
2.2 水解(jie)酸化在(zai)水處(chu)理中的應(ying)用(yong)
(1)啤酒廠廢水。
采(cai)用水解(jie)酸化-接觸氧化-氣浮工藝(yi)處(chu)(chu)理，經水解(jie)酸化處(chu)(chu)理后(hou)出水的(de)BOD5/CODCr 由(you)原(yuan)來的(de)0.51 提高至0.72。由(you)于水解(jie)酸化段的(de)這種對(dui)有機物的(de)去(qu)除(chu)和(he)對(dui)BOD5/CODCr 的(de)改善，不(bu)僅有利于后(hou)續好氧處(chu)(chu)理功(gong)能的(de)充分(fen)發(fa)揮，縮(suo)短了整個(ge)系(xi)統的(de)總HRT，而且(qie)使系(xi)統具有較強(qiang)的(de)抗沖擊負荷(he)能力而運行穩定。CODCr 和(he)BOD5 去(qu)除(chu)率分(fen)別可達到96.9 %和(he)98.7 %。
(2)屠宰廠廢水。
屠(tu)宰廠的(de)(de)(de)廢水的(de)(de)(de)可(ke)生化性(xing)高，但懸浮物濃度很高，需要(yao)預處理。采用的(de)(de)(de)工藝為(wei)水解酸化-生物吸附再生結(jie)合處理系統，CODCr 去(qu)除率(lv)可(ke)達(da)93 %以上。
(3)淀粉廠廢水。
某(mou)淀粉(fen)加工廠排(pai)放的(de)廢水(shui)，其中大分子物(wu)質較多，故采(cai)用(yong)水(shui)解酸化(hua)-接觸氧化(hua)工藝(yi)處理。實(shi)驗結果顯示(shi)，原水(shui)經過水(shui)解階段，BOD5/CODCr 從0.69 上升到(dao)0.82，使(shi)后續的(de)好(hao)氧處理效率(lv)得到(dao)提(ti)高。CODCr 和BOD5 去除率(lv)分別(bie)可達到(dao)97 %和98 %。
(4)晴綸廢水。
某(mou)廠(chang)干(gan)法(fa)晴(qing)綸工藝廢水(shui)采用兩(liang)相(xiang)厭氧反應(ying)器處理，出水(shui)BOD5/CODCr 由(you)原來(lai)的(de)0.43 上(shang)升到0.58~0.71，可生化性得到了很大的(de)提高。
(5)苯胺類廢水(shui)。
某化(hua)工廠廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)可生化(hua)性不高，不太適合生化(hua)處(chu)(chu)理(li)。但采(cai)用(yong)厭氧(yang)水(shui)解-生物接觸氧(yang)化(hua)法處(chu)(chu)理(li)這類(lei)化(hua)工廢(fei)水(shui)。結果表明，該工藝厭氧(yang)段能(neng)增(zeng)強系統耐沖擊負荷能(neng)力，并有(you)效地提高廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)可生化(hua)性，使BOD5/CODCr 值上(shang)升到0.4。好氧(yang)段投加特效菌STR-NiTRO 能(neng)有(you)效地去(qu)除廢(fei)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)苯胺。最終CODCr、BOD5 和(he)苯胺的(de)(de)(de)去(qu)除率分別為85.9 %、78 %和(he)97.8 %。
(6)感光膠片廢水。
采用水(shui)(shui)解酸(suan)化-活性污泥法串聯處(chu)理(li)工(gong)藝處(chu)理(li)某(mou)膠(jiao)片廠(chang)廢水(shui)(shui)，水(shui)(shui)解酸(suan)化池內HRT 為8 h，處(chu)理(li)效果(guo)為BOD5/CODCr 有所(suo)提(ti)高，從0.47 提(ti)高到0.55，CODCr 和BOD5 去除率分別可達到90 %和95 %。
(7)生物發酵藥廢水。
采用厭氧(yang)(yang)-好(hao)氧(yang)(yang)序(xu)列間隙式反應器進(jin)行處理某(mou)生物制藥(yao)廠的(de)廢水，使其BOD5/CODCr 由原來的(de)0.34 升(sheng)高到0.6，使其可生化性大為提高，而有利(li)于(yu)后續好(hao)氧(yang)(yang)處理功能的(de)發揮。研(yan)究(jiu)表明，整個系統運行穩定高效，COD 總(zong)去除率達78.9 %~92 %，出水COD 低于(yu)250~300 mg/L。
(8)中(zhong)成(cheng)藥廢水。
采用水(shui)解-好氧組合生(sheng)物處(chu)理(li)工藝處(chu)理(li)某中(zhong)成(cheng)制藥(yao)廠的(de)廢水(shui)，水(shui)解池出水(shui)同進水(shui)相比，發(fa)現其CODCr 并沒有降(jiang)低(di)，而是pH 降(jiang)低(di)，揮發(fa)有機(ji)酸升高(gao)(gao)，BOD5/CODCr 值提高(gao)(gao)，為后續好氧生(sheng)物降(jiang)解提供了保(bao)證。整個實驗結果顯示，CODCr 去(qu)除(chu)(chu)率(lv)和BOD5 去(qu)除(chu)(chu)率(lv)均大于(yu)90 %，SS 去(qu)除(chu)(chu)率(lv)大于(yu)85 %，完全達到處(chu)理(li)目的(de)。
(9)制漿中段(duan)廢(fei)水。
采用水(shui)(shui)解(jie)酸(suan)化(hua)-活(huo)性污泥法處理制漿中段(duan)廢水(shui)(shui)，研究表明(ming)，該工藝不(bu)僅可(ke)將難生物降解(jie)的(de)氯代有機物降解(jie)還原，削弱乃(nai)至消(xiao)除(chu)上(shang)述抑制作用，提高廢水(shui)(shui)的(de)可(ke)生化(hua)性，而且(qie)可(ke)借助于水(shui)(shui)解(jie)酸(suan)化(hua)污泥的(de)吸附作用使廢水(shui)(shui)中的(de)部分木質素沉淀去(qu)除(chu)，從而有利于提高好(hao)氧段(duan)的(de)有機負荷并穩定和改善處理出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質，CODCr 去(qu)除(chu)率可(ke)達80 %以上(shang)。
(10)龍(long)須(xu)草制漿(jiang)廢水。
龍須草(cao)制漿廢水中含有(you)大(da)(da)量難(nan)降解(jie)(jie)的(de)木(mu)質素質及各(ge)種有(you)毒的(de)木(mu)質素降解(jie)(jie)產(chan)物(wu)。研究表明，單(dan)獨使用物(wu)化(hua)法(fa)、好(hao)氧法(fa)或厭氧法(fa)，都不能(neng)獲得滿意的(de)處理(li)(li)效果。而采用水解(jie)(jie)酸化(hua)預(yu)處理(li)(li)，BOD5/CODCr 由進水的(de)0.5 提高(gao)到0.65 左(zuo)右(you)，出水的(de)可生化(hua)性大(da)(da)為提高(gao)，為后續的(de)好(hao)氧處理(li)(li)創造了(le)良(liang)好(hao)的(de)條件。
(11)漿粕(po)黑(hei)液(ye)。
采(cai)(cai)用完全(quan)混合式生物(wu)水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)池處理漿粕黑液(ye)，COD、SS 去除(chu)率(lv)分(fen)別為28 %~38 %、54 %~68 %，VFA 提高3.4~4.7 倍，BOD5/CODCr 提高13 %。染料生產廢(fei)水(shui)(shui)(shui)因水(shui)(shui)(shui)中含有難降(jiang)解(jie)(jie)的(de)蒽(en)醌(kun)和蒽(en)酮及中間體，以(yi)及磺酸鹽、醇類等溶(rong)劑物(wu)質及和SO42-、Cl-、Br-等無(wu)機物(wu)，使(shi)得廢(fei)水(shui)(shui)(shui)難以(yi)生化處理。采(cai)(cai)用水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)酸化-好氧曝氣方(fang)法來處理，水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)階(jie)段降(jiang)解(jie)(jie)了對生化處理有抑制(zhi)作用的(de)物(wu)質，使(shi)得后(hou)續好氧反(fan)應順利進行(xing)，最終COD 去除(chu)率(lv)可以(yi)達到92 %。
(12)城市垃(la)圾滲濾液。
研究表明，借助于(yu)水(shui)解酸化(hua)作用明顯(xian)地改(gai)善(shan)了混合(he)廢水(shui)的可生化(hua)性，并(bing)促進(jin)了系統的處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效能(neng)和運行(xing)穩定(ding)性。經ABR反應器處(chu)(chu)理(li)(li)(li)后，混合(he)廢水(shui)的BOD5/CODCr 由進(jin)水(shui)的0.2~0.3 提(ti)高到0.4~0.6，原水(shui)的BOD5/CODCr 越(yue)低則效果(guo)更為(wei)顯(xian)著。其后續好氧(yang)(yang)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的運行(xing)穩定(ding)性和處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效果(guo)比單獨采用好氧(yang)(yang)工藝時得到顯(xian)著的改(gai)善(shan)。
3 生(sheng)物接觸氧化(hua)處理(li)技術(shu)概述[8]
生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)接觸(chu)氧(yang)化(hua)(hua)法(fa)是(shi)一種(zhong)浸沒型生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜法(fa)，污(wu)水與(yu)填料(liao)上的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜相接觸(chu)，在生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜上的(de)(de)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)作(zuo)用下，污(wu)水得以凈化(hua)(hua)。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)接觸(chu)氧(yang)化(hua)(hua)處理技術(shu)(shu)的(de)(de)另一項技術(shu)(shu)實質(zhi)是(shi)采(cai)用與(yu)曝(pu)氣池(chi)相同(tong)的(de)(de)曝(pu)氣方法(fa)，向微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)提供其(qi)所需要的(de)(de)氧(yang)，并起到攪拌與(yu)混(hun)合作(zuo)用，這樣，這種(zhong)技術(shu)(shu)又相當于在曝(pu)氣池(chi)內填充供微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)棲息(xi)的(de)(de)填料(liao)，因此(ci)，又稱為“接觸(chu)曝(pu)氣法(fa)”。
生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)接觸氧化(hua)處(chu)理(li)裝(zhuang)置運行時填(tian)料(liao)全部浸沒在(zai)污(wu)水(shui)中，利用曝氣(qi)裝(zhuang)置向(xiang)(xiang)水(shui)體(ti)充氧。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)絕大(da)部分(fen)附著(zhu)在(zai)固體(ti)填(tian)料(liao)上，少量懸浮于水(shui)中，其濃(nong)度小于300 mg/L。由于吸附作用，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)表(biao)面(mian)上附著(zhu)一層(ceng)滯(zhi)(zhi)流(liu)(liu)薄水(shui)層(ceng)，空(kong)氣(qi)中氧通過(guo)滯(zhi)(zhi)流(liu)(liu)層(ceng)進(jin)入生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)，有(you)氧條件下(xia)(xia)，污(wu)水(shui)層(ceng)內(nei)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)不(bu)斷(duan)(duan)(duan)被膜(mo)中微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)吸附、氧化(hua)分(fen)解(jie)(jie)。滯(zhi)(zhi)流(liu)(liu)水(shui)層(ceng)內(nei)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)濃(nong)度遠低于流(liu)(liu)動(dong)(dong)層(ceng)，在(zai)傳質(zhi)推動(dong)(dong)力(li)(li)作用下(xia)(xia)，流(liu)(liu)動(dong)(dong)層(ceng)內(nei)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)不(bu)斷(duan)(duan)(duan)向(xiang)(xiang)滯(zhi)(zhi)流(liu)(liu)水(shui)層(ceng)轉移，使流(liu)(liu)動(dong)(dong)水(shui)層(ceng)在(zai)整體(ti)流(liu)(liu)動(dong)(dong)中逐步(bu)得到凈化(hua)，達到污(wu)水(shui)處(chu)理(li)目的(de)。在(zai)此期間(jian)，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)的(de)增長(chang)、新陳(chen)代謝過(guo)程與溶解(jie)(jie)氧值關系密切，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)厚度隨著(zhu)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)濃(nong)度增加而不(bu)斷(duan)(duan)(duan)加厚，當(dang)滯(zhi)(zhi)流(liu)(liu)層(ceng)中溶解(jie)(jie)氧被膜(mo)表(biao)層(ceng)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)耗盡時，膜(mo)內(nei)層(ceng)就會(hui)滋生(sheng)(sheng)出大(da)量厭氧微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，造成(cheng)內(nei)層(ceng)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)群不(bu)斷(duan)(duan)(duan)死亡、解(jie)(jie)體(ti)，降低了生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)與填(tian)料(liao)表(biao)面(mian)的(de)粘(zhan)附力(li)(li)，同時厭氧微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)發酵產生(sheng)(sheng)的(de)、氣(qi)體(ti)及膜(mo)內(nei)大(da)量噬(shi)膜(mo)微型動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，也會(hui)影(ying)響(xiang)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)在(zai)填(tian)料(liao)表(biao)面(mian)的(de)附著(zhu)，使過(guo)厚的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)在(zai)本(ben)身重(zhong)力(li)(li)及污(wu)水(shui)流(liu)(liu)動(dong)(dong)力(li)(li)作用下(xia)(xia)脫落。
3.1 主要特(te)征
據(ju)上所述(shu)，生物接觸氧化是一(yi)種介(jie)于(yu)活性(xing)污(wu)泥法與生物濾池兩者之(zhi)間的生物處理(li)技術，也可(ke)以(yi)(yi)說是具(ju)有(you)活性(xing)污(wu)泥法特點的生物膜法，其在工(gong)藝(yi)、功(gong)能以(yi)(yi)及運行(xing)等方面具(ju)有(you)下列主要特征：
(1)在工藝方面的特征。
本工藝使用多種形(xing)式(shi)的(de)填料(liao)，由(you)于曝氣，在池(chi)內(nei)形(xing)成(cheng)液、固(gu)、氣三相共存體系(xi)(xi)，有利于氧(yang)的(de)轉移，溶解氧(yang)充沛，適(shi)于微(wei)生物(wu)存活(huo)增值。在生物(wu)膜上(shang)微(wei)生物(wu)是豐(feng)富(fu)的(de)，除細菌和多種種屬原生動物(wu)和后生動物(wu)外，還(huan)能夠(gou)生長氧(yang)化能力(li)較強的(de)球衣菌屬的(de)絲狀菌，而無活(huo)性(xing)污泥(ni)膨(peng)脹之(zhi)慮。在生物(wu)膜上(shang)能夠(gou)形(xing)成(cheng)穩定(ding)的(de)生態系(xi)(xi)統與食物(wu)鏈。
填料表面全為生(sheng)物(wu)(wu)膜所布滿，形成了生(sheng)物(wu)(wu)膜的(de)主(zhu)體結(jie)構，由(you)于(yu)絲狀(zhuang)菌的(de)大量滋生(sheng)，有可能(neng)(neng)形成一個呈立(li)體結(jie)構的(de)密集的(de)生(sheng)物(wu)(wu)網，污水在其中通過(guo)，起到類似“過(guo)濾(lv)”的(de)作(zuo)用，能(neng)(neng)夠(gou)(gou)有效(xiao)地(di)提高(gao)凈化(hua)效(xiao)果。由(you)于(yu)進行曝(pu)氣，生(sheng)物(wu)(wu)膜表面不斷地(di)接受(shou)曝(pu)氣吹(chui)脫，這樣有利于(yu)保持(chi)生(sheng)物(wu)(wu)膜的(de)活性，抑制厭氧菌的(de)增值，也宜于(yu)提高(gao)氧的(de)利用率，因此，能(neng)(neng)夠(gou)(gou)保持(chi)較(jiao)(jiao)高(gao)濃度的(de)活性生(sheng)物(wu)(wu)量。正因為如此，生(sheng)物(wu)(wu)接觸(chu)氧化(hua)處(chu)理(li)技術能(neng)(neng)夠(gou)(gou)接受(shou)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)有機(ji)負(fu)荷率，處(chu)理(li)效(xiao)果較(jiao)(jiao)好，有利于(yu)縮小池容，減少占地(di)面積。
(2)在運行方(fang)面的特征。
對(dui)沖擊負荷有較強的適(shi)應能力，在間歇(xie)運(yun)行條件下，仍能夠保持良好的處理效果(guo)。
操作(zuo)簡單、運行(xing)方便、易(yi)于維(wei)護管理，無(wu)需污泥回流，不(bu)產生污泥膨脹現(xian)象，也不(bu)產生濾池蠅。
污(wu)泥生成量少，污(wu)泥顆粒較大(da)，易于沉(chen)淀(dian)。
(3)在功能方面的特(te)征。
生物接觸氧化(hua)(hua)處理(li)技術具有多重(zhong)凈化(hua)(hua)功能，除有效地去除有機(ji)污染物外，還(huan)能夠用以(yi)脫氮，因此，可以(yi)作為三(san)級處理(li)技術。
生物接觸氧化處(chu)(chu)理(li)技術的(de)主(zhu)要(yao)缺點是如設計和運行不當(dang)，填料(liao)可(ke)(ke)能堵(du)塞，嚴重時影響處(chu)(chu)理(li)水(shui)質。此外，布(bu)水(shui)、曝(pu)氣不易(yi)均勻，可(ke)(ke)能在局部部位出現死角。
3.2 工藝(yi)組成
典型(xing)的生(sheng)物接(jie)(jie)(jie)觸氧化(hua)(hua)處理工藝由接(jie)(jie)(jie)觸氧化(hua)(hua)池接(jie)(jie)(jie)觸氧化(hua)(hua)床(chuang)或生(sheng)物反應器、生(sheng)物填(tian)料載體、布水系(xi)統(tong)和(he)曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)系(xi)統(tong)四部分(fen)(fen)組(zu)成。目前(qian)，接(jie)(jie)(jie)觸氧化(hua)(hua)池在池體形式(shi)上，按(an)曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)裝置的位(wei)(wei)置，分(fen)(fen)為(wei)分(fen)(fen)流(liu)(liu)式(shi)與(yu)直流(liu)(liu)式(shi)按(an)水流(liu)(liu)循(xun)環(huan)方式(shi)，分(fen)(fen)為(wei)填(tian)料內循(xun)環(huan)與(yu)外(wai)循(xun)環(huan)式(shi)。分(fen)(fen)流(liu)(liu)式(shi)接(jie)(jie)(jie)觸氧化(hua)(hua)池根據曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)裝置的位(wei)(wei)置又分(fen)(fen)為(wei)中(zhong)心曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)型(xing)與(yu)單側曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)型(xing)兩(liang)種(zhong)。
4 生物接(jie)觸氧化法中填(tian)料的應(ying)用
4.1 生物(wu)接(jie)觸氧化對填料(liao)的(de)要求
生物(wu)(wu)接觸(chu)氧(yang)化處理技術(shu)的核心(xin)部(bu)分為生物(wu)(wu)填料(liao)，它(ta)是(shi)生物(wu)(wu)膜的載(zai)體(ti)，污水凈化過(guo)程就是(shi)附(fu)著于填料(liao)之上以及懸浮于填料(liao)之間的微生物(wu)(wu)的新陳代謝(xie)過(guo)程。填料(liao)的特性(xing)對生物(wu)(wu)膜的性(xing)狀、氧(yang)的利用率和水力分布條(tiao)件等起(qi)重要作用，是(shi)直接影響生物(wu)(wu)接觸(chu)氧(yang)化工(gong)藝(yi)處理效果的關鍵因素(su)。
4.2 生物填料的種類及特(te)點
填(tian)料可(ke)按其放(fang)置方(fang)式(shi)的不同，分為(wei)固(gu)定(ding)式(shi)、懸掛式(shi)和分散(san)式(shi)。
(1)固定式填料(liao)。
固定(ding)(ding)式填(tian)(tian)料以蜂窩(wo)狀及波紋板狀填(tian)(tian)料為代表，多用(yong)玻璃鋼(gang)、各種薄形塑(su)料片構成。這種填(tian)(tian)料具(ju)有一系列(lie)的(de)特征，其中主要是(shi)比(bi)表面(mian)積大，從133 m2/m3 到360 m2/m3(根據(ju)內切圓直徑而定(ding)(ding));空(kong)隙(xi)率高，達97 %~98 %;質輕但強度(du)高，堆(dui)積高度(du)可達4~5 m;管壁光滑無死(si)角，衰老(lao)生物膜易于脫落(luo)等(deng)。
(2)懸掛式填(tian)料。
這種填料(liao)一般是(shi)用尼龍、維綸、滌(di)綸、晴綸等化纖編(bian)結(jie)成束并用中心繩連(lian)結(jie)而成，理(li)論比表面積較(jiao)(jiao)大、空(kong)隙(xi)率(lv)大于(yu)90%，掛膜(mo)快、空(kong)隙(xi)可變，而且出水穩定(ding)，處理(li)效果較(jiao)(jiao)好，和(he)COD 和(he)BOD5 去除(chu)率(lv)達80 %以上。
20 世紀80 年代由北京紡織(zhi)科學研究院開發的半(ban)軟性填料(liao)由填料(liao)單(dan)片、塑(su)料(liao)套管和中心繩三(san)部(bu)分(fen)組成，所有(you)組成部(bu)分(fen)均采用(yong)耐酸、耐堿、耐老化(hua)性能(neng)較(jiao)好的低(di)密度(du)聚乙(yi)烯為原料(liao)。
(3)分散式填料。
分散(san)式(shi)填(tian)料(liao)(liao)(liao)包括(kuo)懸(xuan)(xuan)浮(fu)式(shi)、堆(dui)積式(shi)填(tian)料(liao)(liao)(liao)，種類繁(fan)多(duo)(duo)(duo)，特(te)點是無需(xu)固定和(he)懸(xuan)(xuan)掛，只需(xu)將之放(fang)置于處理裝置之中(zhong)，使用(yong)方(fang)便，更換簡單。其中(zhong)以懸(xuan)(xuan)浮(fu)式(shi)填(tian)料(liao)(liao)(liao)應(ying)(ying)用(yong)最為廣泛。懸(xuan)(xuan)浮(fu)式(shi)填(tian)料(liao)(liao)(liao)掛膜后密度接近(jin)于水(shui)，在(zai)(zai)曝(pu)氣池中(zhong)以懸(xuan)(xuan)浮(fu)形式(shi)存在(zai)(zai)，其用(yong)量以體(ti)積計(ji)約為曝(pu)氣池體(ti)積的20 %~70 %。工(gong)程(cheng)中(zhong)應(ying)(ying)用(yong)較多(duo)(duo)(duo)的懸(xuan)(xuan)浮(fu)式(shi)填(tian)料(liao)(liao)(liao)主(zhu)要有多(duo)(duo)(duo)面空心球填(tian)料(liao)(liao)(liao)、內(nei)置式(shi)懸(xuan)(xuan)浮(fu)球填(tian)料(liao)(liao)(liao)、Kaldnes 懸(xuan)(xuan)浮(fu)填(tian)料(liao)(liao)(liao)和(he)Natrix 懸(xuan)(xuan)浮(fu)填(tian)料(liao)(liao)(liao)等。
曹(cao)斌采用(yong)(yong)Kaldnes 懸(xuan)浮填料處理城市(shi)污(wu)水，當(dang)HRT=5.5 h，有機負荷為(wei)0.21~0.51 kgCO/(kg 總生物量.d)時(shi)，COD、TOC和氨(an)氮(dan)的(de)(de)(de)去(qu)除率(lv)分(fen)別大(da)于89 %、81 %和72 %。夏四清采用(yong)(yong)Natrix 懸(xuan)浮填料處理石化廢(fei)水時(shi)不僅得到了(le)較好的(de)(de)(de)COD 去(qu)除效果，而且提(ti)高(gao)了(le)氨(an)氮(dan)的(de)(de)(de)去(qu)除率(lv)。
5 生物接觸氧化(hua)處理技術(shu)在污水處理中的研究進展
生(sheng)物(wu)接觸(chu)氧化(hua)法是在(zai)接觸(chu)濾池和生(sheng)物(wu)濾池的(de)基礎上發展起來的(de)。它始于十九世紀末(mo)，1912 年Closs 在(zai)德國取得了專利登記(ji)。最早(zao)應(ying)用(yong)于實際工程(cheng)是在(zai)德國巴哈和美國布(bu)斯(si)維爾。日本學者小島貞男從河流自凈(jing)現象中得到啟(qi)發，他發現河床的(de)礫石表面生(sheng)長的(de)一層生(sheng)物(wu)膜，對水體(ti)中的(de)污染物(wu)有明(ming)顯的(de)凈(jing)化(hua)作用(yong)，經試驗研(yan)究，首先提出(chu)了“管式接觸(chu)氧化(hua)”構想(xiang)。
1988 年(nian)，Selensel 等(deng)學(xue)者(zhe)(zhe)對生(sheng)物(wu)曝(pu)(pu)氣濾池(chi)進(jin)行(xing)了(le)分析研(yan)究(jiu)(jiu)和評(ping)(ping)價;1990 年(nian)，Condren 等(deng)學(xue)者(zhe)(zhe)對生(sheng)物(wu)曝(pu)(pu)氣濾池(chi)進(jin)行(xing)技術評(ping)(ping)價。1994 年(nian)，Puiol 等(deng)學(xue)者(zhe)(zhe)提(ti)出(chu)生(sheng)物(wu)濾池(chi)是一種靈活(huo)而可靠的生(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi);1998 年(nian)，Aesly 等(deng)學(xue)者(zhe)(zhe)用固(gu)定生(sheng)物(wu)膜反(fan)應器(qi)，對不同碳(tan)源有機物(wu)進(jin)行(xing)了(le)反(fan)硝(xiao)化試驗研(yan)究(jiu)(jiu);2000 年(nian)，Wijeykoon 業(ye)學(xue)者(zhe)(zhe)采用固(gu)定床(chuang)生(sheng)物(wu)曝(pu)(pu)氣填料研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)生(sheng)物(wu)硝(xiao)化活(huo)性對二級出(chu)水的影響。
1999 年(nian)(nian)，鄒楊(yang)善發表文章，提(ti)出“生物(wu)接(jie)觸(chu)(chu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)處(chu)(chu)理城市污(wu)水(shui)只需一小(xiao)時左右(you)”，并(bing)從理論(lun)和實(shi)踐進(jin)行了分析;同(tong)(tong)濟(ji)大學(xue)(xue)(xue)肖羽堂、許(xu)建華采(cai)用(yong)(yong)生物(wu)接(jie)觸(chu)(chu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)+混凝法(fa)處(chu)(chu)理水(shui)中(zhong)致突變污(wu)染物(wu);中(zhong)國礦(kuang)業大學(xue)(xue)(xue)邵武、李中(zhong)和采(cai)用(yong)(yong)接(jie)觸(chu)(chu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)+膜(mo)(mo)分離進(jin)行中(zhong)水(shui)回用(yong)(yong);同(tong)(tong)濟(ji)大學(xue)(xue)(xue)梅翔、高(gao)廷(ting)耀(yao)對(dui)YDT、TA 及PWT3 種(zhong)填(tian)料(liao)的(de)(de)生物(wu)接(jie)觸(chu)(chu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)處(chu)(chu)理效果(guo)進(jin)行了初步比較試驗(yan);廣東(dong)省江(jiang)門(men)市環保局鄭展飛采(cai)用(yong)(yong)COR 處(chu)(chu)理制革廢水(shui);2000 年(nian)(nian)，蘇州(zhou)科技學(xue)(xue)(xue)院(yuan)楊(yang)栓大、沈耀(yao)良采(cai)用(yong)(yong)軟性填(tian)料(liao)序批式COR 處(chu)(chu)理中(zhong)小(xiao)城鎮生活污(wu)水(shui)脫(tuo)(tuo)N 除(chu)P 工藝試驗(yan);大連水(shui)產學(xue)(xue)(xue)院(yuan)高(gao)光智、陳輔利(li)進(jin)行了污(wu)水(shui)處(chu)(chu)理溪流式生物(wu)接(jie)觸(chu)(chu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)研(yan)究;河北理工學(xue)(xue)(xue)院(yuan)劉貫一采(cai)用(yong)(yong)超濾(lv)膜(mo)(mo)作載體的(de)(de)COR 處(chu)(chu)理生活污(wu)水(shui)，試驗(yan)表明，HRT 為3 h，COD、BOD5、SS、氨氮(dan)去(qu)除(chu)率分別可達83%、92 %、94 %和60 %;同(tong)(tong)濟(ji)大學(xue)(xue)(xue)畢(bi)學(xue)(xue)(xue)軍(jun)、高(gao)廷(ting)耀(yao)采(cai)用(yong)(yong)在活性污(wu)泥好氧(yang)(yang)段投放高(gao)硬度聚乙烯懸浮小(xiao)球作載體，以(yi)強化(hua)(hua)系統(tong)的(de)(de)硝化(hua)(hua)功能(neng)，提(ti)高(gao)系統(tong)的(de)(de)脫(tuo)(tuo)N 除(chu)P 效率。同(tong)(tong)濟(ji)大學(xue)(xue)(xue)曹微寰(huan)、周琪采(cai)用(yong)(yong)COR 處(chu)(chu)理難降解的(de)(de)糖精酷化(hua)(hua)廢水(shui);2001 年(nian)(nian)，廣東(dong)省水(shui)利(li)水(shui)電科學(xue)(xue)(xue)研(yan)究所賴翼(yi)峰對(dui)COR 反應(ying)內水(shui)流的(de)(de)混摻特(te)性進(jin)行了分析研(yan)究;王(wang)寶(bao)貞(zhen)等進(jin)行了彈性填(tian)料(liao)COR 處(chu)(chu)理掛膜(mo)(mo)試驗(yan)研(yan)究，提(ti)出水(shui)溫高(gao)，有利(li)于掛膜(mo)(mo)，水(shui)溫低于15 ℃，自然(ran)掛膜(mo)(mo)困(kun)難;在掛膜(mo)(mo)期間，采(cai)用(yong)(yong)較小(xiao)的(de)(de)曝氣強度和氣水(shui)比有利(li)于掛膜(mo)(mo)。近20 余(yu)年(nian)(nian)來，接(jie)觸(chu)(chu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)技術在國內外都得(de)到了廣泛而深入(ru)的(de)(de)研(yan)究與(yu)應(ying)用(yong)(yong)。
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