二段生物接触氧化法处理城市污水评析_赵立军

二段生物接触氧化法处理城市污水评析赵立军1,王怀建1,刘俊良2(1.中国地质科学院环境工程技术设计研究院,河北石家庄050061;2.河北建筑工程学院城市建设系,河北张家口075024)摘要:介绍了二段生物接触氧化法的构成、特点、运行情况、脱氮除磷效果及生物填料的选择,并进行了技术经济分析,最后总结了该工艺在城市污水处理厂中的应用情况。关键词:城市污水;二段生物接触氧化;脱氮除磷中图分类号:X703.1文献标识码:B文章编号:1000-4602(2002)12-0028-031工艺概述二段生物接触氧化法(略称二段法)将传统的生物接触氧化池分为二段:第一段充分利用微生物处于对数增长期的吸附特性,以低能耗、高负荷、快速的生物吸附和合成为主,能够去除污水中70%～80%的有机物,称为吸附合成期;第二段在低负荷下利用微生物的氧化分解作用,对污水中残留的有机物进行氧化分解,以进一步改善出水水质,称为氧化分解阶段。由于进行了分段,可充分发挥同类微生物种群间的协同作用,克服不同微生物种群间的拮抗作用,故处理效率大大提高。二段法采用的是四池联壁式组合结构,这样既节省了占地和土建费用,又能方便操作管理和运行维护,并能减少水头损失,使厂区总体布局合理、工艺流程简洁流畅。二段法在第二段接触氧化池前后各设一座接触沉淀池,能够截留污水中的悬浮物质,并能将一段和二段完全分开,使其各自成为独立系统以充分发挥各自的效能。典型的二段法工艺流程及生化组合池水力剖面图见图1。图1二段法工艺流程图污水自初沉池经导流墙进入一段接触氧化池底部,在此处经曝气充氧后自下而上流经填料层,并经顶部集水系统收集后,通过一沉池的导流墙进入一沉池,然后自下而上经砂滤层接触沉淀后进入顶部集水系统,再由导流墙导入二段接触氧化池、二沉池,最后出水进入消毒池。2工艺特点①无污泥回流二段法氧化池的填料上栖息着大量的高活性微生物,它们能够高效快速地吸附合成和氧化分解污水中的有机物。由于填料上老化的生物膜会不断脱落,从而使填料上附着的生物膜能较长时间地保持高活性,所以不需污泥回流。又由于生化组合池设有二次接触沉淀池,它能够高效截留和分离污水中的悬浮物质,故也无需再设二沉池[1、2]。②污泥产量低、无污泥膨胀、运行稳定与活性污泥法和氧化沟工艺相比,二段法虽然容积负荷高,但污泥产量较低,主要是因为:a.氧化池内的微生物链比较完整和稳定;b.微生物内源呼吸进行得较充分,合成物质被进一步氧化[3];c.生物·28·中国给水排水2002Vol.18CHINAWATER&WASTEWATERNo.12填料内部存在缺氧和厌氧区,能部分分解、转化有机物。在活性污泥法中容易产生膨胀的菌种(如丝状菌)在二段法中不仅不产生膨胀,而且能充分发挥其分解、氧化能力强的特点,但其沉降性能差,在曝气池中易随水流出[3]。由于二段法的第一段以生物吸附合成为主,且生物负荷和活性很高,对第二段起到了缓冲和保护作用,因此在BOD5、毒物、pH值冲击下生物膜受到的影响较小,而且恢复很快、出水水质好、运行稳定。③水力停留时间短,具有脱氮功能二段法的生化组合池总停留时间一般控制在1.0～1.5h,比活性污泥法(4～8h)和氧化沟工艺(15～20h)的要短得多;二段法还具有去除NH3-N的功能,对于一般的城市污水其去除率能达到50%～80%。④工艺流程简洁、设备少、工程投资低由于二段法没有污泥回流,也就不需设污泥回流泵房;又由于生化组合池除阀门外没有其他设备,所以整个二段法工艺流程简洁、设备少、工程投资低。3生物填料填料的选择是二段法的技术关键,填料质量的优劣直接影响着处理效能。笔者单位自行研制开发的两种质优价廉、分别适用于不同污水处理厂的生物填料的性能参数见表1。表1生物填料性能参数项目比表面积(m2m3)空隙率密度(gcm3)堆积密度(gcm3)抗压强度(Pa)磨损率(%)使用年限(a)单价(元m3)矿渣Ⅲ型200～3000.3～0.51.3～1.50.6～0.8>49<38～10150～200聚丙烯弹性填料150～2000.8～0.90.650.2～0.3>19.6<115～20200～3004脱氮除磷效果二段法对NH3-N的去除率与进水NH3-N的浓度、水力停留时间及气水比的关系见表2。表2两段法对NH3-N的去除效果进水NH3-N(mgL)水力停留时间(h)气水比去除率(%)>1001.55∶11050～1001.05∶135～5030～501.05∶145～6015～301.55∶150～705～151.53∶160～80<51.53∶175～95二段法的除磷效果不太明显,虽然生物填料上附着的生物膜内部有一定的缺氧、厌氧区,但由于这些区域太小,不足以构成生物除磷的必备条件,所以污水中的磷主要由生物合成而得到部分去除,故其去除率很低。