_悬浮填料在废水生物处理中的应用进展

2005年第25卷第4期化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY专论与综述[收稿日期]2004-03-22;[修订日期]2005-04-05。[作者简介]高凤霞(1974—),女,辽宁省台安县人,中国石油化工股份有限公司北京化工研究院工程师,硕士,主要从事环境保护和清洁生产研究。悬浮填料在废水生物处理中的应用进展高凤霞1,李昕1,齐红卫1,邓1,王淑惠1,王慧2(1.中国石油化工股份有限公司北京化工研究院,北京100013;2.中国石化扬子石油化工股份有限公司,江苏南京210048)[摘要]综述了悬浮填料及反应性悬浮填料在废水生物处理中的应用。在曝气池中添加悬浮填料对传统活性污泥法进行改进,改造工程简单,并可使原有污水处理场的处理能力及脱氮能力大大提高;悬浮填料与活性污泥法的多种变型相结合,在市场上形成了多种新型反应器和新的商品处理工艺。反应性悬浮填料的使用也已取得一系列成功经验,但仍然要注意反应性悬浮填料本身在废水中的降解问题。[关键词]悬浮填料;反应性悬浮填料;生物法;废水处理[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1006-1878(2005)04-0271-05废水生物处理中应用填料可提高生物处理的污染物负荷、脱氮能力和处理效率,减少占地面积和产泥量,增强对高浓度有机有毒废水的适用性和对重金属、pH等的耐受能力。悬浮填料作为一种新型填料,可直接向池内投加,无需填料支架(只须在排水口设置格网,防止填料流失),挂膜后的密度接近于水,只需很小的气量即可均匀悬浮于水中,与其它填料相比,可节省投资,更新方便。填料在曝气条件下处于流化状态,这不仅使废水与填料上的生物膜广泛而频繁地接触,而且填料在流化过程中切割分散气泡,使布气趋于均匀,提高了氧利用率。另外,悬浮填料受到气流、水流的冲刷,老化的膜能自动脱落,随出水带走,保证了膜的活性,促进了新陈代谢。悬浮填料通过改性或采用某些高分子材料合成,可使填料在保持相对密度接近于1的同时具有—NH2,—COOH,—OH和环氧基等活性基团,而形成反应性悬浮填料。应用反应性悬浮填料固定微生物的方法与普通填料的挂膜方法相同,避免了交联法和包埋法等固定方法中聚合反应对微生物的毒害,微生物在固定化过程中活性不会遭受损失。反应性悬浮填料保持了悬浮填料在应用方面的优势并达到了固定和保护微生物的目的。1悬浮填料的开发和应用1.1悬浮填料的开发近几年,我国在悬浮填料的开发方面主要是设计比表面积大的形状,并制造一些功能区,适于不同要求的厌氧、好氧微生物生长,又兼顾易脱膜的特点。而传统方法则必须通过改变反应器的曝气和搅拌方式才能达到上述目的。填料的材质有无纺布、各种塑料等。文一波等[1]用塑料制成不产生剩余污泥的悬浮型生物填料,由填充物、2个半球网格外壳组成,外壳带爪钩和爪钩口、通心多孔锥。填充物可以是塑料丝带、塑料纤维等。上述特殊的构造使每一个填料单元同时具有好氧、缺氧和厌氧3种微环境,每一填料单元中既可以进行有机物的好氧分解、氮化物的硝化、磷的吸收,又可以进行厌氧水解、酸化、反硝化以及磷的释放等一系列过程。余泽强[2]发明的悬浮式生物填料,采用侧面凹凸不平的同心圆柱环相连接的结构,提供800～1200m2/m3的比表面积,有机物容积负荷比较大,COD负荷可达10～40kg/(m3·d);填料材质选用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。周增炎等[3～5]发明的球型填料由翼板和固定环构成,生物膜生长在翼板和固定环上;圆柱型填料,由不同面积的翼板、底板构成,比表面积为278m2/m3,相对密度小于1,直接放于曝气池中,不曝气时浮于水面,曝气时只需与一般曝气池相同的曝气量即可流化于整个曝气池。为易于生物膜的附着、生长和快速挂膜,又可以把两种填料的翼板制成·271·化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY2005年第25卷锯齿形或凹凸形。1.2悬浮填料的应用1.2.1应用悬浮填料对传统活性污泥法进行改造在曝气池中添加悬浮填料对传统活性污泥法进行改进,改造工程简单,并可使原有污水处理场的处理能力及脱氮能力大大提高。林涛炉等[6]在普通活性污泥系统的曝气池中投加悬浮填料对人工废水及工业废水进行脱氮研究。工业废水为上海某厂环氧车间总排口废水稀释10倍,加入氮、磷盐。实验表明,在悬浮填料活性污泥系统(SCAS)中水力停留时间对硝化能力的影响远小于普通活性污泥系统;在水力停留时间为8h、污泥龄为3d时,氨氮去除率可达71%,总氮去除率为48.3%～52.8%,结果优于普通活性污泥法。为对上海石油化工股份有限公司水质净化厂进行扩能改造,夏四清等[7,8]采用装有直径为50mm、高为50mm圆柱型悬浮填料的中试装置对该厂废水进行处理。