生物接触氧化池设计改进探讨

全国给水排水技术信息网2009年年会论文集生物接触氧化池设计改进探讨洪景涛王如华(上海市政工程设计研究总院，上海200092)摘要生物接触氧化池是以氨氮为主污染特征的微污染原水预处理中的常用工艺，该工艺环节对水厂出水水质和日常运行管理有着重要影响。本文结合上海南汇区惠南水厂、航头水厂等工程实例对生物接触氧化池设计中池型布置、填料选择、曝气系统及排泥等关键要素进行了梳理和探讨。关键词微污染原水预处理生物接触氧化弹，}生立体填料悬浮填料0引言当前国内外水处理行业对以氨氮为主要污染源的微污染水源的预处理主要采用生物预处理方法。生物预处理工艺通过生物膜的新陈代谢作用，对氨氮的去除效果尤佳，可大为降低水厂预加氯量，同时也可以去除部分可生物降解的有机物和改善原水的混凝条件。上世纪90年代以来，生物预处理已广泛应用，在实践中以运行费用低、管理方便和去除效果好等优点得到普遍认同。生物预处理的工艺形式主要有生物接触氧化池、生物滤池、生物转盘和生物流化床等，其中又以生物接触氧化池发展较为成熟，在大规模净水厂实际应用较多，应用时间较长，据调研，在停留时间l～1．5h、气水比O．6～l：l和水温适宜的条件下，氨氮去除率可达70～90％，COD胁也有一定的去除率。早期的生物接触氧化池多以弹性立体填料为生物载体，采用微孔曝气，池中水流行进方式为平流式，池体构造与平流沉淀池相似，采用穿孔管排泥，生产中处理效果稳定，但占地面积较大，运行管理中积泥清理问题较为突出。本文拟结合上海南汇区惠南水厂和航头水厂一、二期工程建设对生物接触氧化池在构造、填料、曝气系统及排泥方案的设计改进展开探讨。1池型布置生物接触氧化池基本构造和布置见图l。在惠南水厂等工程中，随着使用经验的丰富发现，因池中生物填料密布，易出现填料区积泥固结从而导致短流现象的情况。此外，新型的悬浮填料则易随水流向下游堆积，宜在池中设置分隔以减少其不利影响。因此近来池型做如下改进：将全池分为2～3段，在分段处设导流墙，可改善流态减少短流，对悬浮填料还可改善其在池中分布均匀性。2填料选择在生物预处理技术中，填料作为生物膜载体，是影响处理效果和生物预处理系统设计的关键因2l素。生物接触氧化池首次在生产上运行成功是采用弹性立体填料，随后在国内广泛的应用。以上海市南汇区惠南水厂一期工程为例，1999年8月投产，至今己稳定运行近十年。但在实际应用中，也出现了一定的局限性，如生物膜容易积泥，清理困难。悬浮填料是近年来出现的用于生物处理的一种新型填料。悬浮填料通常采用聚乙烯、聚丙稀等塑料或树脂制成，比重略小水(0．95～0．989／cm3)，内部为空心网架结构，填料一般采用圆柱形或球形的规则形状，直径在20～100mm之间。该填料已在浙江平湖市古横桥水厂、嘉兴市南郊水厂等地投入生产运行。对这两种填料技术比较如表1所示。从处理效果来看，多项试验结果及水厂应用情况表明，悬浮填料与弹性填料均可以用于生物接触氧化工艺，对氨氮的去除特性及影响因素与其他生物预处理工艺基本接近。但悬浮填料对浊度的去除率较小，对后续絮凝沉淀工艺影响也较小。从运行管理来看，悬浮填料最大的优势在于不易积泥，不需日常排泥，不需要反冲洗，管理运行方便。同时因排泥少则可简化排泥区，甚至可仅设放空管。悬浮填料易出现填料在水面大量堆积的问题，但可通过设置向内斜置的格栅予以改善。从建设投资来看，悬浮填料价格远超过弹性填料，但选用该填料是可采取较小的停留时间而减小池体体积，从而减小土建费用和占地面积。综合而言，两者投资基本接近。以南汇区航头水厂二期工程12×104m3／d规模制水线为例，采用悬浮填料的生物接触氧化池工程造价为1160万元，采用弹性填料的生物接触氧化池工程造价为1080万元，后者略低。因此，在生物接触氧化池工艺中，弹性填料、悬浮填料均是可行的选择。以南汇区惠南水厂、航头水厂为例，惠南水厂一期、二期及航头水厂一期均采用了弹性填料，航头水厂二期拟采用悬浮填料，目前正在建设中。新近建设的生物接触氧化池中，采用悬浮填料较多。在调研中注意到，悬浮填料作为新型填料亦存在一些值得进一步研究的问题：全国给水捧水技术信息网2009年年会论文集图l生物接触氧化池基本构造图表1两种填料的技术参数对比参数弹性填料悬浮填料YDT填料，聚烯烃类制球形或圆柱形，直径填料特性作，d173x3500，单丝直2～10cm，比表面积径O5彻。300～500m2，m3生物接艇停留时间1．5h，气水比停留时问1h，气水比池设计参O．6～1．5，池深约5m0-6～J．5，池深约6m，填数充率40～50％泥斗排泥或设底部机械摔泥通常不积泥排泥1500～4200元，m3(依填料价格200元，m3填料直径增大而价格降低)水头损失O．4～O．6mO．4～O，6m(1)抗老化性能待检验，目前该填料使用时间均较