生物接触氧化法组合工艺在城镇污水处理中的应用

建筑与预算月刊第9期总第221期2014年生物接触氧化法组合工艺在城镇污水处理中的应用刘济嘉(沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳100168)摘要：生物接触氧化法目前已经成为中国污水处理发展的重要技术之一，它具有运行成本低廉，长期处理效果稳定，出水水质好等多种优点，因此被广泛应用于处理生活污水及工业废水领域。在大量查阅相关研究资料的基础上，阐述了生物接触氧化法的基本原理和工艺特点。介绍了多种生物接触氧化法组合工艺的研究进展及处理效果，为该技术进一步开发提供参考，并展望了其研究和发展方向。关键词：生物接触氧化；组合工艺；超滤膜；人工湿地；渗滤系统中图分类号：TU972+．8文献标志码：B文章编号：1673—0402(2014)09—0035—030引言1生物接触氧化法原理生物接触氧化法起源于19世纪末，克罗斯在1912年于德国第一次取得了此项技术的专利权。与此同时，美国也有专业技术人员利用于活性污泥工艺的曝气池中设置石棉水泥板的处理方法为微生物提供附着生长的场所进行污水处理。生物接触氧化法是一种高效的水处理工艺，它同时具备活性污泥法和生物膜法各自的优点。该方法的优点是处理效果稳定、氧利用率高、耐冲击负荷能力强、污泥产量少、以及运行费用低、管理简单等，但该工艺也存在功效比较单一、脱氮除磷能力较差等缺点。上个世纪7O年代后期，国内外学者对生物接触氧化法进行了广泛试验研究，随污水技术的开发，生物接触氧化技术在不断改良，一些水处理效果良好的生物接触氧化法组合工艺被研究开发并运用到水处理工程中。生物接触氧化法是一种好氧生物处理工艺，又名“淹没式生物滤池”。接触氧化池内置有填料，经充氧的污水将填料浸没，并以一定的速度流经填料，通过与污水的接触，在微生物新陈代谢的作用下，水中的有机污染物被去除从而得到净化。接触氧化池一般由池体、载体及曝气系统组成，它是生物接触氧化法的中心处理构筑物，并且内置填料。微生物附着生长在填料载体上，填料载体全部浸没于污水中，当载体表面的污水以一定速度通过时，水中的悬浮物被载体截留。与此同时，大量有机胶状物被载体表面吸附，而且大量微生物在填料中栖息、繁殖。填料表面逐渐生长出一层“生物膜”，它由微生物及原生动物组成，叫做“挂膜”。生物膜工作一定时间后就会老化，老化的生物膜收稿日期：2014—02—10作者简介：刘济嘉(1991一)，女，在读研究生，主要从事水污染控制理论与技术研究。E—mail：wandou77@yeah．net2014年第9期总第221期脱落后，填料上会重新生成新的生物膜，生物膜的不断循环更新的同时净化了污水。新生成的生物膜外侧表面存在一层附着水层，由于微生物的氧化作用，附着水层中的有机物浓度远比流动水层中有机物浓度低。因此，是通过流动水层中的有机物在传质作用下会扩散转移到附着水层中从而进人生物膜，之后通过微生物的新陈代谢活动而被降解，去除了流动水层中的有机物，从而达到净化污水的目的。随着有机物的不断降解，微生物也随之不断繁殖，生物膜厚度进而不断增加。当生物膜厚度达到一定程度后，污水中的氧很难进人生物膜内侧，生物膜内侧就形成了厌氧层。当厌氧层增加到一定厚度时，有机物很难进入厌氧层内侧，靠近载体表面处的微生物得不到足够的有机物作为营养物质，微生物就会进人内源呼吸期，处于内源呼吸期的微生物动力降低，生物膜附着于载体的能力不足，在外部水流的剪切力作用下生物膜容易脱落。微生物这种新陈代谢作用虽然大多数是局部进行的，但整个装置的处理效果基本稳定。2组合工艺与应用2．1生物接触氧化一超滤膜工艺膜生物反应器(MBR)是一种由生物处理单元与膜分离单元相结合的新型水处理技术。该工艺把生物接触氧化的高效降解功能和膜的高效分离功能结合在一起，用高效MBR技术代替普遍应用于市政生活污水处理的传统活性污泥法，是目前回用水发展的重要方向。王邓红乜等对生物接触氧化与超滤膜组合工艺处理小区生活污水进行研究，该研究首先通过生物接触氧化单元去除部分有机物，降低后续超滤膜单元的有机负荷，再用生物反应器进一步去除有机物。通过考察生物接触氧化和超滤膜各自对污水中污染物去除的贡献率可得出该组合工艺在再生回用水处理中长期稳定运行的优势、不足以及工程适应性。生物接触氧化一超滤膜工艺结合了传统污水处理方法和膜生物反应器处理工艺各自的优点，能稳定且高效的对COD和一36一氨氮进行去除，平均去除率分别达到92％和89％。该系统有单位水处理成本低且可大量减少污染物的排放，如COD、SS、NH+4-N等的优势。2．2生物接触氧化一人工湿地T艺在20世纪70年代末时期，人T湿地是一种新型污水处理技术，它具有运行成本低、耗能少、处理效率高等优点。但该T艺直接处理城市生活污水效果较差，出水水质很难达到排放标准。而生物接触氧化一人]：湿地组合工艺结合了两种工艺各