浅谈曝气生物滤池处理工艺_王宝泉

收稿日期:20090110作者简介:男,1971年生,工程师,沧州市,061001基金项目:河北建筑工程学院2007年度科研基金项目(2007001)浅谈曝气生物滤池处理工艺王宝泉1代学民2贾跃然21.沧州供水排水集团有限公司;2.河北建筑工程学院摘要简述了曝气生物滤池的发展状况,滤池的原理和形式,同时论述了滤池中填充的不同滤料.叙述了曝气生物滤池生物膜的形成,生物膜净化机理,曝气生物滤池的技术特点和工艺参数,最后叙述了曝气生物滤池的功能.关键词曝气生物滤池;生物膜;功能中图分类号TU50引言世界上首座曝气生物滤池于1981年在法国投产,随后在欧洲各国得到广泛应用.美国和加拿大等美洲国家在20世纪80年代末引进此工艺,日本、韩国和中国台湾先后引进了此项技术.目前世界上较大的环保公司如法国得利满公司、德国菲利普穆勒公司和法国OTV公司均把它作为拳头产品在全世界推广.在中国内地,曝气生物滤池正处于推广阶段.大连市马栏河污水处理厂是我国第一个采用曝气生物滤池工艺的城市污水处理厂.另外,我国一部分工业废水处理也采用了此项技术.清华大学、太原理工大学等科研单位对曝气生物滤池也进行了试验研究,很多学者在其结构形式、功能、启动和滤料等方面进行了详细的研究,取得了很多成果.1曝气生物滤池的原理和形式曝气生物滤池的基本原理在于在一级强化的基础上,以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质,充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物链的分级捕食作用,实现污染物在同一单元反应器内去除.曝气生物滤池借鉴了生物接触氧化反应器和深床过滤器的设计原理,省去了二次沉淀设施.反应器内存在不同的好氧、缺氧区域,可同步实现硝化和反硝化,在去除有机物的同时达到脱氮的目的.曝气生物滤池的形式在进水方式、填料选择和使用功能上各有所不同,即上向流曝气生物滤池和下向流曝气生物滤池;悬浮填料曝气生物滤池和沉没填料曝气滤池;去碳曝气生物滤池、硝化曝气生物滤池、反硝化生物滤池、水源水预处理曝气生物滤池和组合曝气生物滤池等等.目前工程中曝气生物滤池的使用形式可以分为四大类:即BIOCARBONE、BIOFOR、BIOSTYR、BIOPUR,BIOPUR的形式与BIOFOR的形式基本相同,只是BIOPUR的填料根据不同水质采用波纹板、陶粒和砂,以取得不同的处理效果.2曝气生物滤池的滤料滤料是曝气生物滤池的关键部分,对曝气生物滤池的功效有直接的影响,同时也影响到曝气生物滤池的结构形式和成本.目前,滤料多为专利产品或处于保密状态,常用的滤料有石英砂、陶粒及塑料制品(合成纤维、聚苯乙烯小球、波纹板等).Kent等对滤料进行了详细的研究,他参照BEWA的标准,认为Arlita和膨胀页岩最适合用作曝气生物滤池的滤料.但是,由于BEWA标准是处理饮用水所用快滤池的滤料标准,并且Kent只是对滤料的物理化学性能进行了对比,并没有对其做污水处理试验,因此对Kent等人的结论应进一步试验论证.第27卷第1期2009年3月河北建筑工程学院学报JOURNALOFHEBEIINSTITUTEOFARCHITECTUREANDCIVILENGINEERINGVol.27No.1March2009滤料的粒径主要取决于曝气生物滤池的功能.Stensel等就滤料粒径对具有碳化或碳化+硝化功能的曝气生物滤池的影响进行了试验,结果发现滤料粒径越小曝气生物滤池的效果越好,但小粒径会使其工作周期变短,滤料也不易清洗,相应的反冲洗水量也会增加,因此应综合考虑各种因素以选定合适的滤料粒径.Kent等人也做了类似试验,结果表明滤料粒径为2～4mm时,曝气生物滤池的硝化功能比滤料粒径为4～8mm和5.6～11.2mm时的要好得多.目前,曝气生物滤池普遍采用的滤料粒径为3～6mm,滤层厚度为3～4m.3曝气生物滤池生物膜的形成曝气生物滤池中生物膜的培养与形成是该反应器能否正常运行的关键.生物膜形成的关键是微生物在载体表面的固定.微生物在载体表面附着并实现固定化是微生物表面与载体表面间的相互作用,这种相互作用的过程与微生物自身特性有关,同时也与固定载体的物理化学特性及环境因素(pH值、离子强度、水力剪切力、温度等)有密切相关;附着、固定基本过程如图1所示.微生物向载体表面的输送有主动运输和被动运输两种方式;主动运输起着主导的作用.微生物转移到载体表面后,首先形成的是可逆附着,可逆附着实际上是一个附着与脱析的双向动态过程;不可逆附着是微生物在可逆附着过程中分泌的粘性代谢产物将载体表面牢牢地粘封住,使得附着过程成为不可逆,不可逆附着是微生物膜群落的基础.水环境中悬浮微生物微生物和载体表现输送可逆附着不可逆附着固定微生物附着、形成生物膜图1微生物附着、固定的基本过程图2生物膜净化机理的图解模型4曝气生