1、污水處理生物膜法-生物接觸氧化池一、概述生物接觸氧化處理技術的實質之一是在池內充填填料，已充氧的污水將填料浸沒全部，并以一定的流速流經填料。而填料上布滿生物膜，污水與生物膜通過接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化，因此，生物接觸氧化處理技術又稱為淹沒式曝氣生物濾池。二、生物接觸氧化池的構造接觸氧化池是由池體、填料及支架、曝氣裝置、進出水裝置以及排泥管道等部件所組成。生物接觸氧化池的構造示意圖見圖生物接觸氧化池的構造示意圖（一）池體池體的作用除了進行凈化污水外，還要考慮填料，布水、布氣等設施的安裝。當池體容積較小時可采用圓形鋼結構，池體容積較大時可

2、采用矩形鋼筋混凝土 結構。池體的平面尺寸以滿足布水、布氣均勻，填料安裝、維護管理方便為準。池體的底壁須有支承填料的框架和進水進氣管的支座。池體厚度根據池的結構 強度要求來計算。高度則由填料、布水布氣層 、穩定水層以及超高的高度來計算。同時，還必須考慮到充氧設備的供氣壓力或提升高度。各部位的尺寸一般為：池內填料高度為3.03.5m;底部布氣層高為0.60.7m;頂部穩定水層0.50.6m,總高度約為4.55.0m。（二）填料1.填料的要求填料是生物膜的載體，所以也稱之為載體。填料是接觸氧化處理工藝的關鍵 部位，它直接影響處理效果，同時，它的費用在接觸氧化系統的建設費用中占的比重較大，約占55%6

3、0%;同時載體填料直接關系到接觸氧化法的經濟效果，所以選定適宜的填料是具有經濟和技術意義的。接觸氧化處理工藝對填料的要求如 下：(1)在水力特性方面，比表面積大、空隙率高、水流通暢、阻力小、流速均一； (2)要求形狀規則、尺寸均一，表面粗糙度較大；填料表面電位高，附著性強； (3)化學與生物穩定性較強，經久耐用，不溶出有害物質，不導致產生二次污染； (4)在經濟方面要考慮貨源、價格，也要考慮便于運輸與安裝等。2. 填料類型填料可分為懸掛式填料、懸浮式填料和固形塊狀填料三種類型。(1)懸掛式填料懸掛式填料有四個品種，分別為半軟性填料、組合填料、軟性填料和彈性立體填料；(2)懸浮式填料常用的有空心

4、柱狀 、空心球狀 、外形呈籠架 、內裝絲形或條形編織物以及海綿塊狀的軟 性懸浮式填料 ；(3)固形塊狀填料固形塊狀填料主要有蜂窩直管形塊狀填料和立體波紋塊狀填料兩種。目前常采用的填料是聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、環氧玻璃鋼等做成的蜂窩狀和波紋板狀填料。近年來國內外都進行纖維狀填料的研究，纖維狀填料是用尼龍、維綸、晴綸、滌淪等化學纖維編結成束，呈繩狀連接。為安裝檢修方便，填料常以料框組裝，帶框放入池中。當需要清洗檢修時，可逐框輪替取出，池子無需停止工作。更多污水處理技術文章參考易凈水網3. 填料的性能目前國內常用的填料有：整體型、懸浮型和懸掛型，其技術性能見下表。項目整體型填料懸浮型填料懸掛型填料

5、立體網狀蜂窩直管50mm×50mm內置式半軟性填料彈性立體填料比表面積/(/m³)501107411027865070080120116133空隙率/%95999899909712束/個，大于40個/束；纖維束重量1.62g/個大于96成品重量20kg/m³3845Kg/m³7.6Kg/m³3.66.7kg/m³2.74.99kg/m³填充率/%3040507060804.85.2填料容積負荷/kgCOD/(m³·d)正常負荷4.434.51.522322.5超負荷5.74635安裝條件整體整體懸浮懸浮吊

6、裝吊裝支架形式平格柵平格柵繩網繩網上下框架固定上下框架固定填料技術性能參數（三）供氣裝置接觸氧化池均勻地布氣很重要，它對于發揮填料作用，提高氧化池工作效率有很大關系。供氣的作用有三個方面：(1)供氧。對于生物接觸氧化池，溶解氧一般控制在45mg/L左右。(2)充分攪拌形成紊流，有利于均勻布水。紊流愈甚，被處理水與生物膜的接觸效率愈高，傳質效率良好，從而處理效果也愈佳。(3)防止填料堵塞，促進生物膜更新。生物接觸氧化池的供氣裝置有三種，包括鼓風供氣，表曝機、水力噴射供氣裝置。1. 鼓風供氣鼓風供氣裝置由鼓風機、輸氣管道和曝氣器等部件組成。布氣管可布置在池子中心，中心曝氣見下圖1。可布置在側面，側

7、面曝氣見圖2。也可布置在全池，全面曝氣，即整個池底安裝穿孔布氣管，布氣相互正交，形成如0.3m x 0.3m的方格。圖1 池中心供氣方式圖2 池側面供氣方式2.表曝表面機械曝氣裝置一般采用安裝在的中心曝氣型接觸氧化池中，表面機械曝氣供氣形式。表面機械曝氣供氣形式3. 水力噴射供氣裝置由循環泵、管道 、導流筒和射流曝氣器等部件組成。氧化池內污水由循環泵實施強制循環，當有壓污水經過射流曝氣器時，在射流曝氣器內形成負壓，從環境中吸入空氣，并在射流曝氣器內產生氣水混合，氣水混合液在氧化池底釋放，氣泡上浮時實施充氧。水力噴射供氣裝置對氧的利用率為15%左右，一般適用于低有機負荷的中小型污水處理站或對環境

8、噪聲有較高要求場所。三、生物接觸氧化池的形式接觸氧化池按曝氣裝登的位置 ，分為直流式與分流式。1.直流式直流式接觸氧化池的特點是直接在填料底部曝氣，在填料上產生上向流，生物膜受到氣流的沖擊、攪動，加速其脫落、更新，使生物膜經常保恃較高的活性，而且能夠避免堵塞現象的產生。此外，上升氣流不斷與填料撞擊，使氣泡反復切割，粒徑減小，增加了氣泡與污 水的接觸面積，提高了氧的轉移率。國內多采用直流式的接觸氧化池，下圖為直流式生物接觸氧化池示意圖。直流生物接觸氧化池示意圖2. 分流式分流式接觸氧化池充氧與填料分置于單獨的區間，使污水在充氧間與填料間循環流動，這種形式在國外多采用。分流式接觸氧化池有利于微生物

9、的生長繁殖，供氧狀況良好。但水流對生物膜沖刷力小，膜更新慢，易堵塞，下圖所示的是分流式接觸氧化池示意圖。分流式接觸氧化池示意圖四、生物接觸氧化法的工藝流程生物接觸氧化處理技術的工藝流程，一般可分為：一段處理流程、二段處理流程、多段處理流程。更多污水處理技術文章參考易凈水網1) 一段處理流程也稱一氧一沉法。原水先經調節池，再進入生物接觸氧化池，然后流入二次沉淀池進行泥水分離。處理后的上層水排放或作進一步處理，污泥從二次沉淀池定期排走。這種流程雖然在氧化池中有時會引起短路，但全池填料上的生物膜厚度幾乎相等，BOD負荷大體相同，具有完全混合型的特點，營養物(F)與活性微生物的重量(M)之比較低，微生

10、物的生長處于下降階段。此時微生物的增殖不再受自身生理機能的限制，而是由污水中營養物質的量起主導作用。2) 二段處理流程也稱二氧二沉法。采用二段法的目的，是為了增加生物氧化時間，提高生化處理效率， 同時更適應原水水質的變化，使處理水質穩定。原水經調節池調節后，進入第一生物接觸氧化池，然后流入中間沉淀池進行泥水分離，上層水繼續進入第二接觸氧化池，最后流入二次沉淀池，再次泥水分離，出水排放，沉淀池的污泥定期排出。在二段法流程中，需控制第一段氧化池內微生物處于較高的F/M條件，當 F/M > 2.1時，微生物生長率可處于上升階段，此時營養物遠遠超過微生物生長所需，微生物生長不受營養因素的影響，只

11、受自身生理機能的限制，因而微生物繁殖很快，活力很強，吸附氧化有機物的能力較高，可以提高處理效率。為了維持微生物能處于較高的F/M條件下，BOD負荷隨之提高，處理水中有機物濃度也就必然要高一些，這樣在第二階段氧化池內，須根據需要控制適當的F/M 條件，一般在0.5左右，此時的微生物處于生長率下降階段后的內源性呼吸階段。由此可見，二段法流程的微生物工作情況與推流式活性污泥法或活性污泥AB法 相似。一段法流程簡單易行，操作方便，投資較省，但對BOD的降解能力不如二段法。二段法流程處理效果好，可以縮短生物氧化所需的總時間，但增加了處理裝置和維護管理工作， 投資也比一段法高。一般來說，當有機負荷較低，水

12、力負荷較大時，采用一段法為好。當有機負荷較高時采用二段法或推流式更為恰當。試驗表明，二段法中的第一接觸氧化池，與第二接觸氧化池容積比宜選用7: 3為好。在推流式流程中，既可按BOD變化的條件分格（第一格最大，以后逐漸減小）；也可按水力負荷分格（每格為相等大小），一段、二段接觸氧化工藝處理流程示意圖見下圖。更多污水處理技術文章參考易凈水網一段、二段接觸氧化工藝處理流程示意圖3) 多段處理流程上面所述一段、二段為兩種基本流程，隨著實踐的變化，這兩種流程可以隨之變化。例如，有將接觸氧化池分格，不設中間沉淀池，按推流型運行，形成多段處理流程。氧化池分格后，可使每格的微生物與負荷條件更相適應，利用微生物

13、專性培養馴化，提高整的處理效率，其工藝流程如下圖所示。多段接觸氧化工藝處理流程示意圖五、生物接觸氧化法的主要特點生物接觸氧化法與活性污泥法相比，兩者的綜合造價基本相同，但生物接觸氧化法比活性污泥法有以下幾個優點：(1)適用范圍廣；(2)處理系統的可靠性和穩定性較高；(3)動力消耗低；(4)可間歇運行。盡管生物接觸氧化法具有許多優點，是一種高效的生化處理工藝，但也存在著一些缺點：(1)生物膜的厚度隨負荷的增高而增大，負荷過高則生物膜過厚，引起填料堵塞，故負荷不易過高，同時要有防堵塞的沖洗措施；(2)填料及支架等往往導致建設費用增加，更換填料時工作量大。六、生物接觸氧化池的設計生物接觸氧化法是具有

14、活性污泥法和生物膜法特點的一種新型生物處理技術。生物接觸氧化裝置與其他形式的生物處理裝置一樣，需要配置前處理工序（如粗、細格柵、隔油沉渣、調節中和及初沉池等）和后續處理工序（如沉淀、消毒、計量等），組成一個完整的污水處理系統。更多污水處理技術文章參考易凈水網（一）設計時應考慮的因素(1)按平均廢水量設計，填料體積按容積負荷計算。設計負荷應由試驗或參照相似污水的實際運行資料確定；(2)根據進水水質和處理要求采用一段或二段式，并且不少于兩個系列；(3)污水在接觸氧化池內有效停留時間不小于2h;(4)進入接觸氧化池的廢水BOD5濃度控制在100300mg/L范圍內，當大于300mg/L時，可考慮采用

15、處理水回流稀釋；(5)填料層總高一般取3m,分層設置，由填料品種確定，一般單層不宜超過1. 5m;(6) DO量一般應維持在2. 53.5mg/L之間，氣水比約為1520:1; (7)為保證布水、布氣均勻，每格生物接觸化池面積應在25m³以內； (8)容積負荷生物接觸氧化池典型負荷率可參考下表, 此表摘自英國標準。處理要求工藝要求容積負荷kgBOD5/(m³·d)kgNH3-N/(m³·d)碳降解高負荷25碳降解/硝化0.220.10.4三級硝化20mgBOD5/L0.21生物接觸氧化池的典型負荷（二）計算1)生物接觸氧化池容積生物接觸氧化池容

16、積計算采用公式1。V=Q(S。Se)/Fv式中V一氧化池容積，m³ O一設計處理摸，m³/d ;s。一進水BOD5濃度，mg/L;Se一出水BOD5濃度，rng/L;Fv一設計采用的填料容積負荷率，kgBOD5/ (m³ d)。2)總面積A=V/Hv式中 H填料高度，一般取3m。3) 氧化池格數N=A/f式中 f分格面積，當n2，每格面積f25。（三）工程實例一啤酒廠廢水處理工程設計水縣 400m³/d, 設計水質COD為1500mg/L, BOD5 為900mg/L,SS為500mg/L。設計出水水質要求達到污水綜合排放標準GB89781996的二級標準：COD150mg/L, BOD560mg/L, SS150mg/L。生物接觸氧化池采用二段生物接觸氧化，