投料强化生物处理工艺

给水排水V35增刊5投料强化生物处理工艺郑敏顾文柳龙桂林(江苏省嘉庆水务发展有限公司,南京210002)摘要介绍了传统生物工艺可以通过向生化系统中通过投加填料来增加生物载体提高污泥浓度对系统进行强化以提高污水处理的效果。根据目前国内外的研究状况,分别阐述了生物活性炭-活性污泥法(PACT)、沸石强化A/O工艺、生物浮动床(MBBR)技术和硅藻精土强化生物处理工艺的原理以及优缺点。通过对比几种强化生物处理工艺,得出了硅藻精土强化生物处理工艺在城镇生活污水处理中具有较为明显的优势。关键词强化生物处理活性炭沸石MBBR硅藻精土0前言目前,我国的城镇污水处理厂主要采用传统活性污泥法(如氧化沟、A2/O、SBR工艺等)[1]。传统生物技术具有工艺成熟、运行成本低、运行管理方便等优点。随着工业化程度的不断提高,工业废水产生量逐年增加,其中大部分往往未经处理或只经过简单预处理即排入市政污水管网,导致城市污水处理厂进水中工业废水的比重逐渐加大,实际进水水质远远超过设计进水水质,从而给常规的城市污水处理厂正常运行和达标排放带来很大的冲击。因此,如何提高原有处理系统的处理效率,提高系统的耐冲击能力,保证处理设施的稳定运行,确保污水处理厂出水水质达标,对城市污水处理厂的运行管理具有现实意义。针对传统生物处理工艺存在工艺停留时间长和处理效果难于稳定达标等问题,有关学者提出了强化生物处理工艺技术。强化生物处理工艺技术是指在生物系统中通过投加填料载体或者粉末载体的方法来提高系统污泥浓度,增大系统的脱氮除磷效果。因为填料载体或者粉末化生物载体有很大的比表面积,所以微生物可以附着在其上生长,提高了微生物总量,进而提高了水处理效率和系统的耐冲击能力。投加填料强化污水处理工艺主要有以下几种:生物活性炭-活性污泥法(PACT)[2]、沸石强化A/O工艺、生物浮动床(MBBR)技术和硅藻精土强化生物处理工艺等。T工艺世纪年代,美国杜邦公司开发了一种向活性污泥中投加粉末活性炭的技术即PACT工艺。该法取活性炭吸附与生化作用两者结合之长,去各自之短,实质上是活性污泥形式的活性炭吸附生物氧化法,单独用活性炭价格昂贵而单独用生物法虽经济但只适用于去除有机污染物,其工艺如图1所示。图1PACT工艺流程PACT工艺特点:(1)改善了污泥沉淀性能,降低了SVI,提高了二沉池固液分离能力。(2)提高了不可降解COD或TOC的去除率,特别是能有效地去除纺织、造纸制浆和染料废水的色度和臭味,减少曝气池的发泡现象,这主要得益于粉末活性炭的吸附作用。(3)改善污泥絮体的形成,这是由于活性炭与絮体结合后,絮体密度增大再加上活性炭的多孔性,絮体与之结合更充分。(4)增加了无机物的去除率,增加了对重金属冲击负荷的适应性,炭吸附与金属相络合的有机物,在含硫量较高时在碳表面形成硫化沉淀析出,重金属随生物絮体共沉析。(5)降低了生物处理出水的毒性,减轻了出水ol1200991PAC20706给水排水V35增刊对水生生物的危害。(6)减少了对异养微生物和硝化微生物的抑制,有强化脱氮作用。(7)提高了系统总的去除效率,大大改善了出水水质,许多报道表明PACT法优于活性污泥法。(8)便于污水处理厂的统一管理,以较低的投资提高污水厂的处理能力。PACT工艺作用机理牵涉到复杂的吸附与生物降解同时进行的过程,至今尚未有定论,目前主要有两种有代表性的理论。第一,以Kalinske,Perrotti和Rodman以及Spetiel为代表,认为微生物与粉末活性炭有相互加强的作用,PAC的存在增大了固液接触面积,在活性炭表面吸附有微生物细胞、酶、有机物以及氧,所有这些都为微生物的新陈代谢提供了良好的环境,微生物酶可以进入活性炭微孔,从而使已吸附的有机物降解,空出吸附位使活性炭得到生物再生,再生的PAC可以重新吸附新的有机物,这种由生物降解控制的吸附可使活性炭的吸附能力得到大幅度提高,与单纯的吸附系统相比吸附容量增大,因此对一些生物难降解但能被吸附的物质和不能降解的物质以及代谢终产物MEP(MetabolicEndProduct)都具有很好的去除效果。在吸附-降解-再生-重吸附这种协同作用下有机污染物的去除率得以提高,最终出水水质大大改善。第二,以Ehrhardt和Rehm,Craveiro和Malina以及张晓健为代表,他们得出相反的结论,认为废水处理效果的改善是由于吸附与生物降解简单的结合,因为经过几次吸附循环之后,有机物去除呈下降趋势,表明PAC表面已饱和,这说明并不存在生物再生现象,他们认为胞外酶促反应在微孔中不能发生,因为酶分子大于活性炭孔径。李宁林等[3]研究了/微电解+UASB+PACT0工艺处理高浓度硝基苯类废水技术,结果表明,在进水CODCr为5620~7090mg/L时,经本工艺处理,出水水质指标均达到