生物滤池的发展状况

2024-06-15

生物滤池的发展状况（共11篇）

生物滤池的发展状况篇1

引言

生物过滤技术从20世纪70年代兴起, 由于其有效性、成本低、环境友好的特性, 成为了当今典型的处理水污染的工艺。从开始的普通生物滤池发展到现在的高负荷生物滤池、生物转盘等工艺, 主要在于工艺的不断改进和技术的不断创新。我国在再生水处理、农村废水处理、城市污水处理、工业水处理以及微污染水处理技术上进行了广泛的应用。本文主要对生物滤池的构造和不同类型进行了归纳综述, 为生物滤池的发展提供更好的条件。

1 生物滤池的简介

生物滤池是利用生物膜法进行污水处理的传统工艺。它是在19世纪70年代发展起来的, 比活性污泥法出现的时间早。刚开始的普通生物滤池的有机负荷和水力负荷都是特别的低, 但是净化效果特别的好, 而且刚开始的生物滤池占地面积特别的大, 很容易就形成滤池的堵塞。后来采用处理水回流的工艺, 水力负荷以及有机负荷都大幅提高, 形成了高负荷生物滤池, 使得污水、空气和生物膜3者能够充分接触, 水流的紊动特别剧烈, 后来发展成为了通风情况特别好的塔式生物滤池。生物滤池不断地在进行发展更新, 生物滤池技术也越来越先进[1,2]。

2 生物滤池的构造

典型生物滤池以及构造主要是池体及滤床、排水系统和布水设备等部分构成的。滤床主要是由滤料组成。滤料是为微生物生长提供栖息场所, 一般具有下面特性:为微生物的生长提供大量的比表面积;污水要能够很好的流经生物膜;滤料之间要有足够的空隙率;滤料不但不会被微生物分解, 也不会影响微生物的生长, 具有很好的生物化学稳定性;滤料具有很好的机械强度;滤料的价格很便宜。布水设备, 主要是为了污水能均匀地分布在整个滤床表面上。生物滤池布水设备主要分为2类:旋转布水器与固定布水器系统。池底排水系统的作用是:收集污水和生物膜;保证整个池子通风;为滤料提供支承点。池底排水系统一般是3个部分组成, 池底、排水假底以及滤料放在假底上面。开始的时候排水假底都是采用混凝土栅板, 但是, 塑料板填料发展了, 滤料密度减小, 可采用金属栅板作为排水假底[3]。

3 生物滤池的工艺流程

生物滤池主要工艺流程包括3个部分, 分别是初沉池、生物滤池和二沉池。当污水进入生物滤池的时候, 必须先要进行去除污水中的悬浮物和可沉积物质。当经过初沉池的处理之后, 能够除去一部分的可沉积物质、漂浮物以及油脂, 同时也能够除去20%的BOD, 使得细小固体絮凝成相对较大的颗粒, 加强了固液分离。

接着污水需要经过主要构筑物, 即为生物滤池。在生物滤池内, 由于在填料上挂满了生物膜, 能够很好的对污水中的有机质、BOD、氨氮以及其他相关的指标进行一定程度的降低, 使得水质的标准提高。

二次沉淀池是生物滤池处理工艺的重要组成部分, 主要是使污泥和干净的水进行分离, 使得水质变清澈, 污泥浓缩。它的处理效果能够影响出水水质的好坏和回流污泥浓度[4]。

4 生物滤池的类型

4.1 普通生物滤池

普通生物滤池是刚开始发展的, 也称为滴滤池或者低负荷生物滤池。处理效果比较好, BOD5的去除率能够达到95%以上, 运行的时候也比较稳定, 但是也有不足之处。负荷低, 并且很容易堵塞, 占地面积也比较大, 一般只能够满足不高于1000m3/d的污水处理[5]。

4.2 高负荷生物滤池

为了改变普通生物滤池负荷低的问题, 出现了水力负荷与有机负荷全部比普通生物滤池较高的高负荷生物滤池, 占地面积少, 主要采用连续式运行方式, 停留时间比较短, 因此净化的程度也比较低, 所以在二沉池中的污泥比较多。

4.3 塔式生物滤池

塔式生物滤池的直径小、特别高、形状如塔, 简称为“塔滤”。塔式生物滤池是利用好氧微生物进行水质净化的一种方式[6], 是生活污水与有机工业废水处理的一种很常见的方式。目前, 在石油化工、化纤等行业进行广泛的应用。通过实践可以得到, 塔式生物滤池处理含氰、腈、醛等污水效果比较好。

摘要：生物滤池是当代处理水污染的一种良好的工艺。主要处理过程可分为3大步骤, 分别是初沉池、生物滤池和二沉池。生物滤池的主要类型包括普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘、生物接触氧化和生物流化床六大形式。生物滤池的出现, 是水污染的处理的一大突破。

关键词：生物滤池,水污染处理,生物滤池类型

参考文献

[1]库鲁, 杨健.高负荷生物滤池处理城市污水研究进展[J].环境工程, 2004, 22 (1) :22-25.

[2]李燕飞.曝气生物滤池处理生活污水研究[J].环境工程学报, 2011, 5 (3) :575-578.

[3]马立, 自宇.下向流生物滤池低温堵塞问题的分析与研究[J].给水排水, 2005, 31 (1) :37-40.

[4]蒋军, 吴立波.容积负荷对厌氧氨氧化反应器运行影响的研究[J].环境工程学报, 2010, 4 (2) :283-287.

[5]胡和平.生物滴滤池反硝化脱氮试验研究[J].环境工程, 2005, 23 (3) :7-9.

[6]黄字萍.曝气生物滤池设计与施工的若干问题[J].中国给水排水, 2005, 2l (8) :62-65.

生物滤池的发展状况篇2

复合生物滤池处理垃圾恶臭的研究

笔者采用自主开发的复合生物滤池专利技术处理垃圾恶臭气体.实验表明,垃圾恶臭气体流量为0.7～2.2m3/h,H2S、NH3、甲苯和甲硫醇浓度分别为0.01～0.09mg/m3、1.50～3.50mg/m3、0.20～2.55mg/m3和0.20～1.90mg/m3时,它们的总去除率分别达到92.9%、93.7%、86.0%和90.0%.当垃圾臭气浓度增大时,其多种成分可以相互影响而改变其水溶性,即气体间相互起着助溶剂的作用.复合生物滤池用于处理实际垃圾恶臭气体(处理量为5000m3/h),出气达到<恶臭污染物排放标准(GB14554-93)>中的.一级排放标准,与水滤+活性炭吸附塔相比,具有更好的处理效果.

作者：余光辉徐晓军贾佳徐华成 YU Guang-hui XU Xiao-jun JIA Jia XU Hua-cheng 作者单位：青岛理工大学,环境与市政工程学院,青岛,266033刊名：青岛理工大学学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF QINGDAO TECHNOLOGICAL UNIVERSITY年，卷(期)：27(5)分类号：X7关键词：复合生物滤池生活垃圾生物除臭恶臭气体

生物滤池的发展状况篇3

【摘要】人们的生产和生活会产生大量污水，如何利用设施将这些污水更好的处理是人们长期关注的问题。生物滤池技术，作为新兴的污水处理技术之一，具有高效低耗等特点，备受关注与运用。本文对生物滤池技术，及其在污水处理中的应用进行具体分析，为以后的污水处理提供一定的经验和帮助。

【关键词】污水；处理；生物滤池技术；应用

1、生物滤池技术

随着生活水平的提高，大量污水也随之产生，污水处理逐渐引起人们的重视。为了追求简洁、灵活、易操作的污水处理方式，一些集约化程度较高的新工艺应运而生。在欧洲，生物滤池技术已广泛应用于各类污水处理中，约七成以上的城市污水厂采用生物滤池法。生物滤池技术，应用规整波纹板、陶粒等填料，采用气水反冲洗，产生生物净化和过滤作用的方法。其具有高生物量，并且高低负荷并存。面对不同的污水类型、进水水质指标，可以采取不同的工艺来处理污水。

2、生物滤池技术的工作原理

2.1滤料选择。生物滤池选用的主要滤料是EPS发泡塑料粒子。它来源十分广泛，而且体积与质量都较小，每升约15克，粒径为3～8mm。表面适合微生物生长，耐用性较好。

2.2滤池结构。生物滤池的结构：上部是出水槽、中部是过滤层、下部为空气室。使用孔板与滤网将上部与中部隔离，而中部与下部之间的隔离板则主要是孔板。

2.3工作过程。生物滤池的以周期来进行工作的，一个完整的周期是从过滤开始，到反冲洗结束。在实际运行中，进水通过中心导流筒，流入到滤层的下部，再自下而上穿过滤层；在滤层区的下部布置空气布气管，在滤料的表面会生长微生物生物膜，且数量较多，利用水中的溶解氧，微生物生物膜可以降解一部分的有机物和氨氮，在被出水当中的悬浮物过滤之后，生物膜被截留；水流经过过滤层的顶部滤网，再到出水槽当中，最后由排水管排出。

2.4滤料冲洗。在工作一定的周期之后，生物滤池就要对其中的填料进行反冲洗。若是采用传统的冲洗方法如水、气反冲洗方法，则会由于池中的滤料体积较小的缘故而较达到理想效果，所以这里采用的方法是空气脉冲冲洗工艺。很简单，只要在生物滤池的下部设计一个空气室，以此使得滤料层突然向下膨胀，从而可以进行空气脉冲冲洗。

3、生物滤池的特点

3.1生物滤池的优点。（1）强大的处理能力。由于表面有大量的颗粒填料，滤池的表面积相当可观，这对生物滤池内存在充足的生物体，有了极大的保障。同时填料上所附着的生物膜很薄，有比较高的活性，保障了生物滤池技术的较高的容积与水利负荷。生物滤池可以截留如COD、BOD、SS等很多物质，净化效果较为全面。（2）强大的抗冲击能力。生物滤池的表面积大，不仅可以保障充足的生物体的存在，还可以有其他强大的功能。当不断增加有机负荷之时，因为较高的生物特性，存在于滤料表层的生物膜，就可以迅速的繁殖微生物。此外，水质与水量发生变动对滤池产生的影响也较小，这归功于滤池的整体缓冲能力。实践经验证明，短期冲击负荷在正常负荷2～3倍的数值下，生物滤池的出水水质所发生的变化是相对较小。（3）挂膜简单，启动速度快。实践经验表明，若水温保持在10至15℃之间，生物滤池完成挂膜只需两到三周时间。当滤池不使用时，可以暂时关闭其运行，附着在滤料表层的生物薄膜不会死亡，当恢复运行时，生物膜便可以迅速进入运作状态。所以在水量变化较大的地方，可以使用生物滤池技术进行污水处理。（4）高出水水质。生物滤池的滤料表层所覆盖的高活性生物薄膜，对多种有机污染物，如BOD、COD等可以进行有效截留。填料本身就所具有一定的截留作用，此外生物膜还具有生物絮凝效果，所以可以有效截取与吸附难降解物质。这些，都造成了生物滤池的高出水水质。若是对所处理水进行消毒，其水质则符合国家的生活杂用水的水质标准，那么就可以直接回用了。（5）模块化结构。生物滤池结构模块化，对运行管理、维护以及后期建设都带来了极大的方便。将传统相关技术与生物滤池技术有机结合起来，对污水处理的老厂房进行有效改造，不仅将以前的资源重新利用起来，节约资金，避免浪费，还可以将传统技术中的优点推广到滤池技术上来。（6）生物滤池建设所需占地面积较小，投资比较小。由于数量多、活性高的特点生物膜净化污水时间相对较短。除此之外，生物滤池技术的运行与过滤，是在同一个单元内进行的，所以不需要二次沉淀池，污水处理设备紧凑即可，那么滤池的建设就只需要较小的占地面积，就能满足整个运作。因此生物滤池处理污水时，所需的生物处理面积、体积均很小从而有效节省占地面积以及基础建设投入。

3.2生物滤池的缺点及措施。生物滤池的优点很多，但也存在几方面的缺点需要加以了解，以及采取相应的补救措施。（1）预处理。生物滤池内的填料由于粒径较小，在进水比较高的时候，滤池内的水头就会极易发生损失，从而导致堵塞。所以要增加反冲洗的次数，同时管理上增加许多不便，处理费用也随之上升。面对这种情况，就需要对要进的水预先进行处理。（2）水头的损失大。在上述内容中提到水头极易损失，所以水头的损失就比较大，这是滤池技术与其他污水处理技术相比较下较为欠缺的地方。（3）反冲洗。为了避免滋生细菌，保持池内清洁卫生，要定期更换生物膜，对生物滤池中遗留下来的填料定期反冲洗。在反冲洗的过程中，短时间的缘故导致水力的负荷相当大，水反冲出来之后会直接流回到最初的初沉池里，这是一个巨大的负荷冲击。若是有一个池可以对污泥进行缓冲，就可以减轻水回流而造成的冲击。（4）滤料流失。倘若生物滤池的设计或管理不恰当，则极易造成滤料随着水流流失的后果，进而对滤池造成破坏，降低其工作效率。这些缺点，也正是生物滤池技术未来改进的方向，将这些缺点改善之后，生物滤池技术的实践效果将会更加显著，从而为环境作出更大的贡献。

4、污水处理中生物滤池技术的应用

4.1应用实例。将生物滤池技术应用于某小区的生活污水处理中。工程在2009年3月完工，在试运行2个月之后，5月正式投入运行。在两年的运行期间观察发现，从效果来看，设备的运行情况较为稳定，污水处理效果良好；从经济效益来看，工程共投资110万，与同等情况下采用活性污泥技术相比，每年约节省6万余元，并且出水消毒后，可作为中水回用，提高了资源回收利用率。

4.2去除有机物和悬浮物。生物滤池技术中，曝气生物滤池技术运用广泛，效果显著。其将生物滤池出水与回流污泥混合曝气，将废水中细小的颗粒以及凝聚性较差的生物膜，通过絮凝与吸附性，絮凝成絮体，使其易于沉淀。同时对污水中的有机污染物进行吸附和降解，所以污水在滤池技术运用过程中停留的时间较短。

4.3去除氨氮。污水中的主要污染物就是氨氮，曝气生物滤池技术对氨氮的去除率高达90%。为了保障硝化细菌的生长，将较短的停留时间与污泥有机结合。该硝化作用在各个国家都引起了重视，纷纷对硝化效率进行了实验，并且验证了对氨氮的高去除率。

5、结语

随着污水量的不断增加，人们对污水处理技术和设施也提出了更高的要求。生物滤池在处理污水方面具有高效率、低耗能的特点，对解决水污染与污水生物处理有明顯的效果。除此以外，运行流程短，过程简单，所需费用低，并且池中的有机负荷很高，这样的工艺非常适合那些对环境要求高但资金少、技术水平低的工业，是处理生活污水以及工业产生的低浓度污水的理想技术。

参考文献

[1]王永波.浅谈文昌污水处理厂三期工程生物滤池工艺的特点与运行原理[J].黑龙江科技信息，2010（13）.

[2]林琦.生物滤池在污水处理中的应用[J].环境保护与循环经济，2012（5）.

[3]张杰.生物快滤的应用研究[J].中国给水排水，2004（1）.

高负荷生物滤池的理解与应用篇4

关键词：污水处理,生物滤池,高负荷,理解

0 引言

人们通过运用革新流程和新型滤料, 研究出了很多类型的高负荷生物滤池, 相对于普通生物滤池, 它的负荷率提高了很多倍, 生物滤池的体积变小了很多。回流式生物滤池和塔式生物滤池就是这种类型的代表, 运行起来它们非常灵活, 通过调整流程和负荷率我们可以得到不同的的运行比较灵活, 可以通过调整负荷率和流程, 得到不同的处理效率 (65%~90%) 。当负荷率很高的时候, 生物滤池内的有机物转化相对来说不是很彻底, 容易腐化生物膜。

1 高负荷生物滤池的特点

1.1 生物膜并不能自然脱落, 它最主要的是依靠水力冲刷, 一般不会堵塞, 更新周期短, 污泥非常容易腐化。

1.2 生物膜相对来说很薄, 它的活性非常好, 氧化能力也非常强。

1.3 高负荷生物滤池的通风情况好, 能够提供充足的氧气。

2 高负荷生物滤池要求

2.1 BOD5进水要小于200mg/L。

2.2 要满足q=10~30m3/ (m2·d) , 要持续不断的布水和出水很好的保持相关滤料的湿润状态。

2.3 高负荷生物滤池的滤料要大些, 一般5~10cm。

3 高负荷滤池的回流及方式

3.1 回流

高负荷池最明显的特征就是回流, 回流的作用如下:

3.1.1 稀释, 均化和稳定进水水质、水量。

回流比一般为0.5~3.0倍进水量, 也可高达5~6倍进水量, 回流比不宜过高, 否则动力运行费用会增加, 在温度较低的季节, 采用过高的回流比会影响处理效果。

3.1.2 回流能够较好的增加水力的负荷, 对生物膜能够进行更好的冲刷, 还能够抑制厌氧层的发育, 使膜活性能够更加持久。

3.1.3 回流能够很好的控制滤水蝇的发育生长, 还能够减轻臭味。

3.2 回流方式

3.2.1 一段滤池回流方式

把二沉池出来的水再输送到滤池的入口, 以此来提高滤池的水力负荷。这样也能使的二沉池的污泥回流到第一次的沉淀池, 来提高第一次沉池的利用效率。也可以把滤池出来的水和二沉池的污泥一块输送到初沉池, 这样一来既能够提高水力的负荷, 又能够提高初沉的效率并且保证膜的接种, 同时这种方法必须对初沉池的体积进行增大。

3.2.2 两段滤池直接回流方式

两段 (级) 生物滤池处理系统主要用于进水的浓度非常高或者对污水的要求非常高的地方。这种系统的主要目的就是为了提高污水处理后的出水水质, 一般情况下, 出水BOD5<30mg/L, 这种回流方式具有硝化作用。

3.2.3 两段滤池交替回流方式

两段流程的主要缺点就是一、二级滤池的负荷不能够够平均, 一级滤池的负荷较高, 相关的生物容易积累, 容易出现堵塞的现象。二级滤池的水力负荷太低, 转化效率比较低。交替流系统能够很好的解决这个问题。一般情况下, 如果进水的达到BOD5>200mg/L, 出水达到BOD5<30mg/L时, 可会使用交替流系统。当滤池在工作中时, 一、二级滤池是串联在一起进行工作的, 污水经过第一次沉淀以后进入到一级生物滤池中, 出水通过对应的中间沉淀池对残膜进行去除以后, 用电泵输送到二级生物滤池, 在二级生物滤池中进行沉淀后直接排到污水厂外。一级生物滤池在工作一段时间之后, 滤池表层的生物膜逐渐累积, 就会出现堵塞现象, 把它改作二级生物滤池, 以前的二级生物滤池改成一级生物滤池。在正常工作中两个滤池交替作为一级和二级滤池进行使用。这种交替式二级滤池流程的负荷率要比并联流程的负荷率高2~3倍。

4 高负荷生物滤池构造

单纯从生物滤池的构造来说, 高负荷生物滤池跟普通生物滤池相比基本相同, 不一样的地方主要如下:

4.1 外形和滤料

在外形上高负荷生物滤池一般是圆形。滤池里面的滤料层一般为2m高, 滤料的粒径和层厚度分别如下:

工作层:滤层的厚度是1.8m, 滤料的粒径是40~70mm;

承托层:滤层的厚度是0.2m, 滤料的粒径是70~100mm;

如果滤池内的滤层厚度大于2m的时候, 要考虑进行人工通风。

4.2 布水系统

高负荷生物滤池一般情况下都是采用旋转式的布水装置。废水通过电泵从进水的竖管里进入到配水的短管, 进而分配到各个布水的横管, 可以在一定的水头作用下 (约0.25~lm) 从小孔喷出产生反向的作用力, 推动横管向着反向来回旋转。旋转布水器一定要满足连续布水的要求, 但是从每一单位面积的滤料来考虑, 这种布水又是不连续的, 所以这一类的布水器既要求空气能够进入滤池, 还得防止滤料的堵塞现象。

5 处理的效果

处理城市污水的时候, 回流式生物滤池的处理效率情况如下:

5.1 单级滤池法

当滤池负荷率在1.7kg BOD5/ (滤料) 以下时, 出水的BOD5约为滤池进水的BOD5的1/3。

5.2 二级滤池法

二沉池出水的BOD5为二级滤池进水BOD5的1/2;如果一级滤池出水不经沉淀直接流向二级滤池, 则一级滤池出水的BOD5为进水BOD5的1/2。

6 设计参数

6.1 以碎石为滤料时, 工作层滤料的粒径应为40~70mm, 厚度不大于1.8m, 承托层的粒径为70~100mm, 厚度为0.2m;当以塑料为滤料时, 滤床高度可达4m。

6.2 正常气温下处理城市废水时, 表面水力负荷可取10~30m3 (m2·d) , BOD5容积负荷不大于1.2kg BOD5/ (m3·d) , 单级滤池的BOD5的去除率一般为75~85%, 两级串联时, BOD5的去除率一般为90~95%;日本指南规定水力负荷为10~25m3 (m2·d) , 五日生化需氧量容积负荷不应大于1.2kg BOD5/ (m3·d) ;美国污水厂手册规定水力负荷为10~35m3/ (m2·d) , BOD5容积负荷为0.4~4.8 kg BOD5/ (m3·d) ;采用塑料制品为填料时, 滤层厚度、水力负荷和容积负荷可提高, 具体设计数据应根据试验资料而定。

6.3 进水BOD5大于200mg/L时, 应采取回流措施。

6.4 池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的2%。

6.5 滤池数不应小于2座。

7 结语

随着社会的进步, 人类对环境的要求越来越高, 污水的处理要求也进一步升高, 高负荷生物滤池在现实中越来越被重视, 随着相关技术和设备的日趋完善和发展相信未来对高负荷生物滤池的应用会越来越普遍。

参考文献

[1]杨健, 施鼎方.城镇污水处理绿色技术及其进展[J].环境污染与防治.2001 (03)

生物滤池的发展状况篇5

间歇曝气对曝气生物滤池影响的试验研究

摘要：曝气生物滤池是生物膜处理和滤料的`物理过滤相结合的一种高效的废水处理方法.通过间歇曝气的运行方式考察了曝气生物滤池的去除效果,试验结果表明:合理的曝气和间歇时间能提高反应器对有机物、氨氮和总磷的去除效果.作者：李强张学洪魏彩春陆燕勤 LI Qiang ZHANG Xue-hong WEI Cai-chun LU Yan-qin 作者单位：桂林工学院,资源与环境工程系,广西,桂林,541004期刊：湘潭大学自然科学学报 ISTICPKU Journal：NATURAL SCIENCE JOURNAL OF XIANGTAN UNIVERSITY年，卷(期)：,29(3)分类号：X703关键词：曝气生物滤池生活污水间歇曝气

生物滤池的发展状况篇6

（1. 安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南232001；2. 中国地质大学环境学院，湖北武汉430074）

摘要：气水比是影响曝气生物滤池处理效果的一个重要因素，试验通过改变气水比的值，比较CO D〤r、 NH3N和浊度的处理效果。研究结果表明：在以活性炭作填料的曝气生物滤池中，其最佳处理效果的气水比为4∶1，此气水比下的COD〤r去除率为94.51％， NH3 N去除率为90.75％，浊度值为1.11NTU (Nephelometric Turbidity Unit，NTU)。出水中COD〤r的浓度为13.44 mg/L，NH3N的浓度为3.12mg/L，出水效果较好。

关键词：曝气生物滤池; 校园生活污水;气水比

中图分类号：X703.1文献标识码：A[WT]文章编号：16721098(2008)02001104

Experimental Research on Campus Domestic Sewage

Treatment by BAF

CAI Shengyun HU Youbiao DING Jianhua2

(1. School of Earth and Environmental Science, Anhui University of Sc ience and Technology, Huainan Anhui 232001, China; 2. School of Environmental St udies, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China) Abstract: The ratio of air to water is the important one of parameters influenci ng on sewage treatment effect of BAF.In experiment by changing ratio of air towatertreatment effect of COD〤r,NH3N and turbidity were studied.Theresultsindicate: inbiological aerated filter filled with activated carbon,the best r atio of air to water is 4∶1,with which treatment efficiencyofCOD〤r is94.51%, NH3N is 90.75% and turbidity is 1.11NTU(NTU is abbreviation of Neph elometric Turbidity Unit). In effluent concentration of COD〤r is 13.44 mg/L, ammonia nitrogen is 3.12 mg/L and the effect is good.

Key words:biological aerated filter; campus domestic sewage;ratio of air to water

曝气生物滤池也叫淹没式曝气生物滤池（简称BAF），是20世纪70年代末在欧洲出现的一种生物膜处理工艺，该技术突出特点是采用粒状填料［1］，具有处理效果好，占地面积小，基建及运行费用低，管理方便和抗冲击负荷能力强等特点，在污水的有机物硝化去氮，反硝化脱氮、除磷等过程中具有良好的作用［23］。该技术特别适合于我国水处理事业所面临的资金不足、技术水平低的现状，是适合我国国情的污水处理的新技术，该技术即能使污水得以有效处理，又能使其适当回用，因而得以广泛的应用。目前在国内，曝气生物滤池正处于推广阶段。大连市马栏河污水处理厂、沈阳仙女河污水处理厂就是采用曝气生物滤池工艺的城市污水处理厂，上海周家渡水厂、辽河油田机械修造总厂等采用该工艺处理一定的生活污水和工业污水［4］，其工艺运行水质及参数列于表1～表2中。表1工艺运行水质表

厂名水量/（m•d-1）[][ZB(][BHDG1*2,WK24W]进水[BHDG3*2,WK6。4W ]COD/(mg•L-1)BOD5/(mg•L-1)SS/(mg•L-1)NH3N/(mg•L-1)[ZB(][BHDG1*2,WK22W]出水[BHDG3*2 ,WK5*2。4W]COD/(mg•L-1)BOD5/(mg•L-1)SS/(mg•L-1)NH3N/(mg•L-1)沈阳仙河污水处理厂320 00038521223648709.69.8 0.99大连马栏河污水处理厂C/N池10 000903855243379<2N池10 00040101035－－－辽河油田机械厂1 200300～500150～250170～200－－－－7.5～8.2上海周家渡水厂4 080～7 2004.7～6.67－－－－－－－

表2国内部分工艺运行参数表

运行参数COD负荷/(kg•m-3•d-1)BOD5 负荷/ (kg•m-3•d-1)NH3N负荷/ (kg•m-3•d-1)滤速/（m•h-1）气水比滤池面积/m2反冲周期/h反冲强度/(m•h-1)水气反冲时间/min大连马栏河污水处理厂C/N池－4.040.25N池[]－[]1.13[]0.85[ZB)W]6.7－2.6 ∶112×6141510～30 9035辽河油田机械厂10～125～6[]－[]4～6[]4∶1[]－[]96～120[]10～ 30[]50～70[]10～15[BH]上海周家渡水厂[]－[]－[]－[]4.05～7.01[]1.9～1.1∶1－168～240545410

曝气生物滤池处理污水的工作原理为：在滤池反应器中填装一定的粒径较小的粒状滤料，滤料上生长的生物膜微生物的氧化分解作用、填料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用，使污水得以净化处理［5］。首先是微生物附着在填料表面上，污水在流经载体表面过程中，通过有机营养物的吸附，氧向生物膜内部的扩散以及膜中所发生的生物氧化作用，对污染物进行降解。在生物滤池中，污染物、溶解氧及各种必需的营养物质首先要经过液相扩散到生物膜表面，进而到生物膜内部，不但维持了膜上生物群的生长，而且扩散到生物膜表面或内部的污染物也有机会被生物膜生物所分解与转化，最终形成各种代谢产物（CO2、H 2O等）。

高校作为人口高密集生活区，具有用水量大污水产生量也大，生活污水水质相对单一，且水质变化不大的特点，进行适当处理就可以作为中水回用于绿化、厕所冲洗、工业用水、景观用水等，以节约水资源。用曝气生物滤池进行试验，考察不同气水比对污水中污染物去除的情况，为曝气生物滤池应用于校园污水处理提供理论依据。 1试验

1.1试验装置与分析方法

1.1.1试验装置试验采用的曝气生物滤池的结构（见图1）：

图1曝气生物滤池装置示意图シ应器采用直径为9 cm，高度为150 cm的有机玻璃柱，填料为柱状活性炭，粒径2～4 mm，高度35 cm。反应器最底层是支撑填料的承托层。承托层由三部分组成：最底层是布有均匀小孔的塑料板，塑料板上层是大块的石子，石子上面是碎石。1.1.2试验方法试验所用污水均来自于某高校新校区生活污水总排放口，每天取水一次。其原水水质见表3。

表3试验进水水质平均值

水质指标COD/（mg•L-1）NH3N/（mg•L-1）浊度 /（NTU）pH水温/℃原水261.6952.14－7.423出水52.706.881.177.223

试验分析指标有：COD〤r、NH3N和浊度，采用的检测方法分别是微波密封消解COD速测仪法［6］、纳氏试剂分光光度法和浊度仪法［7］，使用的实验仪器主要有微波密封消解COD速测仪、752S紫外可见分光光度计，WG71电热鼓风干燥炉和WGZ200浊度仪等。

1.2试验启动及运行

试验挂膜主要分为两个阶段，第一阶段：采取循环进水，气水混合液从底部同时进入，气体由曝气机加入，污水由水泵加入，经24 h循环后，重新换水。第二阶段：在第一阶段挂膜方式下行7 d后，改为闷曝挂膜，即污水从上方一次加入，底部只有气体进入，撤去底部的水泵。一次闷曝24 h后，把水排出，重新加入污水。闷曝3周后，肉眼可见反应器的顶部内壁上附着大量丝状絮体，活性炭表面包裹的生物膜颜色逐渐加深，由绒状变为黄色生物膜［8］。但是由于活性炭本身颜色的影响，这种颜色的变化并不是十分明显。这时，从填料表面取出少许生物膜对其进行了镜检，显微镜下观察发现，生物膜中含有大量的丝状微生物，以及轮虫、变形虫等，同时检测反应器出水的COD〤r、氨氮、浊度值及去除率，COD〤r去除率>25％［9］，生物膜厚度>0.2 mm，镜检微生物良好且稳定。至此挂膜阶段完成。

2试验结果与讨论

2.1不同气水比下的COD〤r的去除率

在水力停留时间为4 h，填料为活性炭，高度为35 cm，水温为17～ 25 ℃左右，保持进水量为1.0 m/(m2•h)，通过改变进气量，连续稳定运行下测量的COD〤r的去除率。

图2是根据测得数据绘制的COD〤r的去除率随气水比变化的关系曲线。气水比比值

图2COD〤r在不同气水比下的去除率

从图2中可以看出，COD〤r的去除率随进气量的变化而变化，随着进气量的增加，去除率达到最高点后又开始下降，最高点的去除率达到94.51％，水中的污染物基本被去除，出水中COD〤r的浓度仅为13.44 mg/L，达到预期的处理效果，出水水质较好，此时的气液比为4∶1。开始时进气量小去除率也低，主要是水中的溶解氧浓度低，微生物出现营养不足，使水中的有机物质没有得到完全分解，因而去除率低。随着进气量的增多，气水比达到最佳的比例，气体中氧的利用率达到最高值，水中的营养物充足，微生物处于最佳的工作状态，水中有机物能够被完全分解，所以COD〤r的去除率高。而当进气量再增大时，巨大的气体流将填料托起，并对填料上的微生物形成巨大的冲击作用，使填料上的生物膜部分脱落，从而影响了微生物的工作，使有机物未被分解便随出水排出。因此在实际处理中应该选择合适的气水比，使污水达到最佳的处理效果，同时氧气达到最佳的利用效率，以减少经济损失。

2.2不同气水比下的氨氮的去除率

在BAF连续稳定运行的条件下，测得氨氮的去除率结果。

图3是根据测得数据绘制的氨氮的去除率随气水比变化的关系曲线。

气水比比值

图3氨氮在不同气水比下的去除率从图3中可以看出，氨氮的去除率如同COD〤r的去除率一样，随着进气量的增加，去除率达到最高点后又开始下降，但氨氮的去除率相对稳定，其去除率均在84%以上，不像CODCr的去除率变化那样大。生物脱氮是由硝化和反硝化两个生化过程完成的，首先是在好氧条件下进行硝化使含氮有机物被分解成氨，氨进一步转化成硝态氮，然后在厌氧条件下进行反硝化，硝态氮还原成氮气溢出。当气水比较低时，水中溶解氧较少硝化作用较差，使含氮有机物不能完全被细菌分解成氨，从而去除率相对较低。而气水比较大时，硝化作用较强但是反硝化作用较弱，所以硝化作用的氨不能完全转化为氮气而溢出，因此去除率也相对较低。只有气水比在4∶1左右时硝化反硝化作用都较强，所以去除率较高可达到90.75％。在气水比达到较好的比值下，去除率还在波动的原因是由于反冲洗的原因造成的，影响了生物膜的工作。

2.3气水比对出水浊度的影响

图4是出水浊度随气水比变化的关系曲线。

试验中装置对浊度的去除主要有三个方面：一是靠生物膜的吸附作用和生物膜的降解作用，这是浊度值去除的主要因素；二是活性碳填料的吸附作用，活性碳本身就是很好的吸附剂，可以吸附水中的污染物；三是填料缝隙间的截留作用。通过它们的综合作用使浊度得到降低。从图4中可以看出，进气量小气水比小时，水中污染物没有得到完全去除，出水浊度值较大，但是当进气量大时，气体较大，对生物膜有较大的冲击作用，使填料间截留的污染物及脱落的生物膜一起随出水出来，所以浊度值也较大。只有在气水比4∶1左右时，浊度值比较低，可达到1.11 NTU，去除效果较好。

气水比比值

图4浊度测量值与气水比的变化

3结论

（1）通过试验可以得出曝气生物滤池对校园生活污水具有很好的处理效果，为曝气生物滤池在校园生活污水处理的工程运行中提供气水比依据。

（2）在试验条件下，当气水比在1∶1～12∶1时，COD〤r出水浓度最低为13.44 mg/L，去除率最高达到94.51％；氨氮出水浓度为1.96 mg/L，去除率为 90.75％，浊度最低值为1.06 NTU。

（3）综合COD〤r、氨氮、浊度的去除率，认为曝气生物滤池处理校园生活污水的最佳气水比是4∶1。试验出水已达到中水处理标准，可以回用于校园的绿化及冲厕用水。

参考文献：

［1］TOM STEPHENSON,ALLAN MAN,JOHN UPTON.The Small Footprin t Wastewater Treatment Process［J］.Chemistry & Industry, 1993,19:533.

［2］DAVID STENSEL H. Industrial Wastewater Treatment with a NewBiological Fixed-Film System［J］. Environmental Progress 1983,2(2):110114.

［3］PAYRAUDEAU M, GILLES P. Nitrite Removal with Biological AeratedFilters［J］.J. Wat. Pollut. Control Fed.1990,62(2):69.

［4］李炜,杨云龙,高富丽.曝气生物滤池在生活污水处理中的应用［J］.科技情报开发与经济,2007,17(9):126127.

［5］朱正齐,姜佩华,陈季华.曝气生物滤池（BAF）研究进展［J］.净水技术,200 5,24 (1):5762.

［6］国家环境保护总局,水和废水监测分析方法编委会等.水和废水监测分析方法［M］.中国环境科学出版社,北京:98354.

［7］王文兵,陆少鸣,易慧，等.曝气生物滤池预处理微污染源水的中试研究［J］.水处理技术,2007,33 (3):4951.

［8］兰善红,陈锡强,梁谋会，等,新型填料曝气生物滤池处理生活污水的研究［J ］.中国给水排水,2007,23 (9):7780.

［9］马晓辉, 赵玉华, 李谨. 曝气生物滤池对微污染水处理效果的试验研究［J ］.辽宁化工, 2006,35(12):714717.

曝气生物滤池生物膜挂膜研究篇7

关键词：曝气生物滤池,挂膜

1 挂膜试验

生物膜是曝气生物滤池的核心, 挂膜时间的长短、生物膜的附着程度及生长情况直接影响其处理效能和实际工程费用, 采用合适的挂膜方法来启动曝气生物滤池, 具有重要的科学和实际意义。本试验采用复合式接种挂膜的方法启动曝气生物滤池。

2 试验装置

试验装置采用两个升流式曝气生物滤柱串联, 按水流经滤柱的先后次序分别为一、二级滤柱, 柱高均为2000mm, 内径150mm。滤柱内填有片状陶粒滤料。

3 试验过程

两级装置在启动期间日平均气温在3-12℃, 平均水温为20℃, p H值在6.8-9.8。每天进行水质监测并做好记录。在本次研究中, 认为污染物去除率达到60%就可以看成启动基本完成。挂膜阶段历时8天到3月24号结束。两滤柱采用两种不同的挂膜工艺。

本试验的挂膜方式采用复合式接种挂膜的方式, 是自然挂膜与接种挂膜的结合, 1#滤柱挂膜过程:取污水处理厂的二沉池回流污泥, 浓度为10g/L, 取2L灌入实验柱1#内进行曝气, 闷曝24h后, 将污泥排掉, 此操作连续进行8次。在此期间, 每天进该厂初沉池出水, 并曝气运行2h, 曝气量50L/h。2#滤柱挂膜步骤:将浓度为10g/L污泥浓度稀释到100mg/L灌入实验柱2#内, 量取体积约为实验柱2#总体积的1/2, 再将初沉池污水灌满滤柱, 静止曝气48h, 曝气量50L/h, 排空液体, 完成一次试验过程, 重复运行4次。

4 试验结果及分析

4.1挂膜阶段两滤柱生物膜的生长情况

在挂膜初期滤料表面有粘稠性物质产生, 到第10天滤柱的陶粒上附着一层灰白色生物膜。1#柱可以很明显的观察到, 2#柱的生物膜1#生长较差。挂膜阶段结束以后, 镜检发现, 1#、2#滤柱陶粒上均生长有生物膜, 菌胶团细菌是生物膜的主体, 边缘有丝状菌、藻类, 并有大量原生、后生动物。试验滤柱中均存在种群丰富、结构完整、功能稳定的生态系统。

4.1.1各柱对COD的去除情况分析

(1) 1#柱对COD的去除情况

挂膜期间曝气生物滤池1#滤柱中COD质量浓度及去除率变化情况表

(2) 2#柱对COD的去除情况

挂膜期间曝气生物滤池2#滤柱中COD质量浓度及去除率变化情况表

1#、2#滤柱对COD的平均去除率依次为67.36%、44.94%, 这说明1#滤柱在好氧异氧菌的生长方面相当明显要好于2#滤柱。采用稀释后的污泥接种滤料上生长的生物膜明显没有采用原污泥方式下生长的好, 宏观表现在对污染物的去除能力上。

5 结语

复合式生物滴滤池技术的应用探讨篇8

1 常规污水处理工艺

1.1 普通活性污泥法方案

普通活性污泥法具有推广时间长、处理效果可靠、设计及操作经验丰富等优点, 已被广泛的应用于污水处理。主要工艺是通过增加工艺构筑物来实现N和P的脱离, 目前为了降低运行费用成本, 常常使用微孔曝气池以提高氧转移率, 最大效率可提高到20%以上。

普通活性污泥法如设计合理、运行管理得当, 出水BODs可达10~20mg/L。但同时该方法也存在一定的缺点:运行管理复杂、投资及运行费用成本高。根据对国内污水处理厂的调查, 该技术的基建投资及运行费用都远高于其他技术, 因此在具体应用中, 需要采取一定的降低成本措施。

1.2 氧化沟方案

相比较普通活性污泥法, 氧化沟工艺在不增设初沉池、构建物及设备的情况下, 即可实现A/O工艺。如果除P, 可增设厌氧池, 变成为A-A-O工艺。同时由于氧化沟内活性污泥不仅稳定性较好, 而且好氧, 避免了厌氧消化工艺, 可直接实现了浓缩脱水。总的来说, 该技术具有工艺流程相对简单、运行管理便捷, 出水效果好、投资成本低、污泥量少等明显优势。但由于无法准确地控制好氧区和缺氧区的体积、溶解度, 因此仅具有微弱的除N效果, 几乎不存在除P效果[1]。

2 复合式生物滴滤池工艺[2]

2.1 工艺原理及特点

复合式生物滴滤池和传统生物滴滤池相比较, 核心工艺都是生物滴滤池。区别在于传统生物滴滤池供氧不足, 当城镇污水浓度较高时, 受自然拔风和风速的影响供氧不足使得滴滤池处理效率较低。尽管多数采用曝气的方式来避免供氧问题, 但同时能源的消耗问题却凸现出来。而复合式生物滴滤池在传统基础上进行了工艺的改进, 解决了供氧问题、能源消耗问题及水流系统问题。复合式生物滴滤池在适宜的温度、有机负荷条件下, VOCS去除率高, 生活污水中的TN、NH3-N等去除率也得到了极大地提高。

2.2 工艺流程

污水经过沉淀分离, 进而通过提升泵进入接触氧化池, 池内填料的表面具有多种微生物组成的生物膜, 分离后的污水有机污染物在微生物膜的降解、吸附等作用, 大多污染物可以得到去除。经试验证明:CODcr的去除率高达85%, NH3-N的去除率高达60%。并且继续经过二沉池的去除作用, 剩余的悬浮物得到脱落, 最终得到澄清的水质[3]。具体如图1。

3 实例分析

太湖流域范围内的面源污染较为严重, 为改善太湖流域内的环境以及太湖的富营养化问题, 必须对城镇生活污水进行有效的治理, 以改善其对流域内水体的污染, 特别是对于N、P营养盐的控制具有重要的意义。2004年在某城镇进行了生活污水处理的中试试验。采用复合式生物滴滤池工艺对水体中的各类污染物质均取得了较为理想的处理效果。

3.1 复合式滴滤池设计

设计采用低负荷生物滤池, 脉冲式间歇布水, 自然通风供氧, 设计容积负荷为0.20 kg BOD/m3·d。滴滤池设计为方形池, 设计滤料层高度为2.5m, 总容积为3.75 m3, 长、宽分别为1.25 m、1.2m, 池高3.2 m。滤池下部设有高、低两排110 PVC管 (共48孔) 的自然通风孔, 通风面积为0.38 m2.约占滴滤池截面积的25%。滴滤池工艺图见图l。

滴滤池内填充的填料主要为珍珠岩矿渣 (为布水均匀, 上部设30cm陶粒填料) , 珍珠岩矿渣填料具有比重低、比表面积大的特点, 经测定。实际密度为1.10~1.18 kg/m3, 堆积密度约为0.5~0.6kg/m3。

滴滤池顶部设置水箱以及穿孔管布水装置, 布水总管采用40PVC管, 支管采用10PVC管, 开孔直径3, 斜45°对开, 共约140孔, 均布于滴滤池横截面, 使进水能均匀喷洒在滤料上。

3.2 经济效益

对滴滤池中的生物量进行测定和分析, 在试验研究过程中具有重要的指导作用, 根据滴滤池中的菌种及其数量的分布来进行理论探讨, 并应用于具体实践操作。复合式生物滴滤池技术作为改进后的生物滤池, 更加适合于小城镇生活污水处理, 对于改善经济不发达地区的水质环境综合整治具有重要的进步意义。

4 结语

通过对常规污水处理工艺和复合式生物滴滤池工艺的对比分析, 本文揭示了复合式生物滴滤池的独特优势:成本小、工期短、操作简单等, 对于经济不发达的小城镇地区具有很好的适用性。因此进一步完善该技术, 推进该技术在小城镇中的应用, 必将提高城镇环境的综合整治效率, 改善人们的生活环境。

摘要：小城镇生活污水问题往往由于治理资金不足、人们水环境保护意识淡薄等原因得不到正确的处理, 导致水体水质逐年下降。随着我国社会主义新经济建设的不断推进, 解决小城镇生活污水问题具有重要的现实意义, 加强对小城镇生活污水处理技术的研究, 创新污水处理模式也是刻不容缓。本文结合生物滴滤池的特点, 介绍了复合式生物滴滤池技术的优越性, 并就该技术在实践中的应用进行了探讨。

生物滤池的发展状况篇9

1.1 实验装置。

主体设备为圆柱形上向流曝气生物滤池,由不锈钢制成,高4.5m、内径1.0m,有效容积2.4m3;底部设有穿孔管,用于布水和反冲洗;底部另设布气穿孔管两套,一套用于曝气,另一套用于反冲洗时的布气。填料为膨胀粘土颗粒,球型,粒径3～5mm,不均匀系数K60=1.8,颗粒比重1.56kg/m3,堆积孔隙率0.44;填装高度3.0m。填料层下部为承托层,承托层由重质瓷球组成,从上至下瓷球直径依次为4mm、8mm、15mm、30mm,每层高度100mm。反应器壁上每间隔30cm设有1个取水口,共10个,用于采取水样和测量水头损失。

1.2 实验废水及其水质。

装置安装在北方某城市小区的污水处理站,接纳的污水主要是该小区的生活污水及部分食堂废水,水质相对稳定,由该污水处理站初沉池污水水质的检测结果可见,该污水COD浓度在350mg/L左右,BOD5在160mg/L左右,可生化系数为0.45;悬浮物含量较少,氨氮浓度为34mg/L左右,未检出NO2--N和NO3--N。

1.3 运行控制。

反应设备以表面负荷(q)1m3/m2·h启动,并连续运行,未进行接种活性污泥,气水比控制在2:1～4:1的范围。为考察不同水力负荷对曝气生物虑池处理效能的影响,设置了1、2、3、4m3/m2·h等4个不同水力负荷条件,在每一水力负荷条件下连续运行14天。

曝气生物滤池是一种周期运行的水处理设施,随着曝气生物滤池的运行,悬浮物的逐渐积累,水头损失逐渐增加,为保证出水水质,必须定期进行冲洗。滤池冲洗周期根据水头损失来确定,根据先期进行的实验结果,本文以1.4m水头损失为指标进行反冲洗周期的控制,冲洗操作顺序如下:(1)气洗5min:关闭进水,以表面流速25m/h通入空气;(2)气水联合反冲洗10min:保持气速不变,以表面流速20m/h通入清水;(3)清水漂洗:停止进气,保持水漂洗10min;(4)静沉10min。

1.4 分析项目及方法。

中试设备运行过程中,每天检测的水质指标主要包括CODCr、NH4+-N、SS、pH和溶解氧(DO)等,其中,CODCr、NH4+-N、SS均依照美国水工业协会发布的标准方法[7],pH值采用PHS-3C型酸度计,溶解氧和温度采用JBB607溶解氧测定仪。

2 结果与讨论

2.1 表面水力负荷对SS、COD、NH4+-N去除率的影响。

表面水力负荷(q)是曝气生物滤池运行的重要参数,直接影响SS、COD、NH4+-N的去除率。中试系统装置首先在水力负荷为1.0m3/m2·h、20℃及气水比为3的条件下启动并达到运行稳定(冲洗周期控制在32～36h),并在温度和气水比保持不变的前提下,进一步考察了曝气生物虑池在2.0、3.0、4.0m3/m2·h等不同水力负荷条件下,对SS、COD、NH4+-N的去除情况。

从运行结果可以看出,中试曝气生物滤池对废水的SS和COD去除率,均表现出一致的规律,即每一次q的提高,都会导致SS和COD去除率的暂时下降,但随着运行时间的延续,又都会逐渐回升,并在3～5天后达到稳定。就SS的去除来看,在q分别为1、2、3、4m3/m2·h等4个不同水力负荷条件下达到运行稳定时,中试曝气生物滤池出水的SS浓度均稳定在6.5mg/L左右,而SS去除率均稳定在85左右。可见,在进水SS为50mg/L的条件下,中试曝气生物滤池对SS的去除率十分稳定,q的提高并未对SS的去除率造成影响。中试曝气生物滤池,通过生物膜填料的吸附和过滤作用,可以有效去除废水中的SS。

然而,q的提高,却对中试曝气生物滤池对COD和NH4+-N的去除产生了显著影响。在q分别为1、2、3、4m3/m2·h等4个不同水力负荷条件下达到运行稳定时,中试曝气生物滤池对COD的去除率分别稳定在92%、91%、90%和88%左右,而对NH4+-N的去除率则分别稳定在98%、92%、65%、25%和22%上下。可见,q的提高,对中试曝气生物滤池对NH4+-N的去除影响,要比对COD去除率的影响更为显著。

可生物降解的COD以及NH4+-N,是微生物生长繁殖必须的营养物质。分析认为,在中试曝气生物滤池运行的前期,即q为1m3/m2·h的运行期,填料表面的生物膜正处在生长阶段,大量微生物的繁殖,需要吸收和转化较多的COD和NH4+-N以构建细胞,此时表现出较高的COD和NH4+-N去除率(分别为92%和98%)。随着q的提高,尽管单位时间内,进入反应系统的COD和NH4+-N总量增加,为生物膜的进一步增长提供了足够的营养条件,但在反冲洗的水力冲刷作用下,填料表面的生物膜厚度受到限制,即中试曝气生物滤池中的生物量达到了饱和,此时,微生物吸收和代谢COD和NH4+-N的总量也就受到了限制。

因此,中试曝气生物滤池对COD和NH4+-N去除率,表现出随着q的提高而下降这一变化规律。微生物生长过程中,对碳素的需求量要比对氮素的需求量高出20倍左右[8],当中试曝气生物滤池中的生物量增长受到限制时,其对氮素的需求量比对COD的需求量下降的更为显著,这就是q的提高,造成中试曝气生物滤池对NH4+-N的去除率要比对COD去除率下降更为显著的一个重要原因。硝化细菌可将NH4+-N氧化为NO3--N,属化能自养型细菌。在好氧活性污泥系统中,可生物降解的COD量的增加,将促进化能自养微生物的增长,从而抑制自养型的硝化细菌的增长[9,10,11]。这是中试曝气生物滤池对NH4+-N去除率随q的提高而呈现显著下降,而对COD去除率的影响并不明显的另一个原因。

中试曝气生物滤池,即便是在q高达3.0m3/m2·h时,其出水中的SS、COD和NH4+-N浓度也可分别保持在15mg/L、60mg/L、18mg/L。以下,完全达到了国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。

2.2 温度对COD和氨氮去除率的影响。

温度对微生物的代谢水平具有显著影响,在一定范围内,温度降低10℃可导致微生物代谢活性下降1～2倍[12]。我国北方四季气温变化很大,而且昼夜温差大,掌握温度对曝气生物虑池运行效能的影响规律,对实际工程应用具有重要意义。本文在q为3m3/m2·h、气水比为3的条件下(冲洗周期控制在32～36h),考察了温度对中试曝气生物滤池处理城市污水的影响。

实验结果表明,水温在20℃和15℃时,对COD的去除率分别为85.4%和82.7%,对NH4+-N的去除率分别为63.2%和36.8%;当水温降低到8℃时,COD和NH4+-N的去除率分别仅为74.2%和24%。可见,曝气生物滤池的处理效能受温度影响较大,适宜的温度应控制在不小于15℃水平。

2.3 气水比对COD和氨氮去除率的影响。

曝气生物虑池中的微生物类群,以好氧微生物为主,因此,足够的溶解氧(DO)是成功运行的关键因素之一。实验结果表明,在q为3m3/m2·h、20℃的条件下(冲洗周期控制在32～36h),气水比从1逐渐提高到4的过程中,中试曝气生物滤池出水的DO随之从1mg/L上升到了5.5mg/L,当继续把气水比从4提高到4.5时,出水DO仅增加了0.4mg/L。在气水比从1提高到2的过程中,中试曝气生物滤池出水的DO从1mg/L增至2.1mg/L,对COD和氨氮的去除率直线上升,分别从60.1%和30.1%提高到了84.5%和40.2%;在气水比大于2,即DO>2.1mg/L的范围内,COD去除率不再随着气水比或溶解氧的提高而增加,而是表现出平稳的态势,维持在84%左右;而对NH4+-N的去除,直到气水比达到3,即溶解氧达到4mg/L后才趋于缓和,保持在65%以上可见,在q为3m3/m2·h、20℃的条件下,中试曝气生物滤池适宜的气水比控制为3比较合理。

3 结论

3.1 表面水力负荷(q)是曝气生物滤池运行的重要参数,直接影响SS、COD、NH4+-N的去除率。中试曝气生物滤池,在20℃的条件下,即便是在q高达3.0m3/m2h时,其出水中的SS、COD和NH4+-N浓度也可分别保持在15mg/L、60mg/L、18mg/L。以下,完全达到了国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。

3.2 曝气生物滤池的处理效能受温度影响较大,适宜的温度应控制在不小于15℃水平,温度对微生物的代谢水平具有显著影响水温在20℃和15℃时,对COD的去除率分别为85.4%和82.7%,对NH4+-N的去除率分别为63.2%和36.8%;当水温降低到8℃时,COD和NH4+-N的去除率分别仅为74.2%和24%。

浅谈曝气生物滤池自控系统的调试篇10

曝气生物滤池工艺由于占地面积小, 投资少而普遍应用于工业废水和生活污水的处理, 该工艺对自控系统的要求高, 而大部分自控系统的问题都可以在调试阶段暴露出来, 因此, 做好自控系统的调试是确保投产后系统正常稳定运行的重要工作。深圳横岭污水处理厂 (二期) 是目前国内最大的采用曝气生物滤池工艺的污水处理厂, 设计规模40万吨/日, 下面以该厂为例, 介绍曝气生物滤池自控系统功能的调试经验。

1 深圳横岭污水处理厂曝气生物滤池工艺和自控系统简介

深圳横岭污水处理厂 (二期) 曝气生物滤池共48套, 每套滤池由前置反硝化滤池 (DN池) 和曝气滤池 (C/N池) 两级上向流滤池组成, 主要工艺流程图如下。

横岭污水处理厂 (二期) 工艺流程图

滤池自控系统及主要功能简介

深圳横岭污水处理厂 (二期) 曝气生物滤池共48套, 分成四组, 每套滤池由一个SLC控制单元进行控制, 每两组滤池 (24套) 共用一个PLC控制站。

每个SLC控制单元对应一套DN和C/N池。SLC通过工业现场总线与滤池PLC控制站相连。滤池工作过程分为两个阶段, 即正常过滤阶段和气水反冲洗阶段。

正常过滤阶段由SLC控制单元完成, 滤池在正常过滤状态时, 由SLC控制曝气阀和进水调节阀开启, 其它阀门关闭, 曝气风机变频运行, 整个滤池自动运行。核心控制参数为滤速、C/N池溶解氧值和运行周期。由SLC控制单元中设置的PID调节器根据每格滤池的流量自动调节进水电动阀的开度, 根据溶解氧值自动调节曝气鼓风机频率, 运行周期可根据实际运行情况设置。

气水反冲洗阶段由SLC控制单元和滤池PLC控制站联合完成, 由滤池PLC站根据运行周期、差压进行自动反冲洗或人为强制反冲洗。反冲洗程序分三段式冲洗:气冲洗、气水混合冲洗、水冲洗。当反冲洗进行时, 如出现进入反冲洗状态的条件被破坏的情况, 反冲洗工况自动停止。滤池的冲洗强度可以调整冲洗鼓风机和冲洗水泵的频率进行控制。

此外, 滤池PLC控制站还负责监控与生物滤池相关的进水配水井、反冲洗泵房、精细格栅池、回流泵池等构筑物内的水下搅拌器、反冲洗水泵、风机、废水泵、精细格栅、回流泵等设备。

现场SLC控制单元和PLC控制站配备的显示控制屏作为现场人机接口, 操作人员通过对操作面板上的按钮的操作, 可完成对本站工艺设备的控制。操作人员也可通过对操作面板上的操作, 修改反冲洗周期、气洗时间、水气联洗时间、水洗时间、反冲洗水泵和风机运行频率等工艺运行参数的设定, 也可在中控室通过监控计算机进行远程操作和设定参数。

2 滤池自控系统调试内容和经验总结

2.1 滤池自控系统主要调试内容

2.1.1 PLC站、SLC控制单元I/O信号检查和校验, 确保滤池相关设备开/停 (开/关) 、故障、手动/自动等状态信号和进水流量、滤池溶解氧、水泵和风机运行频率、阀门开度等模拟量信号准确无误。

2.1.2 手动操作功能调试, 确保通过PLC站、SLC控制单元触摸屏和中控室监控计算机可准确操作设备 (开/停、开/关) , 调节反冲洗水泵、风机、曝气风机运行频率和阀门开度。

2.1.3 滤池过滤功能调试, 包括按顺序进入过滤状态 (一步化操作, 半自动) 、DN滤池进水量PID调节器调试和C/N滤池溶解氧PID调节器调试 (全自动) 。

2.1.4 滤池按气冲、气水冲、水冲顺序进行反冲洗 (一步化操作, 半自动) 的功能调试。

2.1.5 滤池按周期和水头损失进行自动反冲洗的功能调试 (全自动) 。

2.1.6 滤池自动反冲洗和过滤功能的联动调试 (全自动) 。

2.2 调试经验总结

2.2.1 确保设备和在线仪表I/O信号准确无误是使调试工作顺利进行的基础

曝气生物滤池监控的设备和在线仪表数量较多, I/O信号总数也较多, 只有在PLC接收到的信号准确的前提下, 才能进行自控功能的调试顺利进行, 因此必须做好以下几项工作。

(1) 检查PLC柜安装和接线

主要按图纸检查设备工况信号 (开/停、开/关、故障、控制方式等) 和仪表检测信号是否准确接入了PLC控制柜系统端子排, 可在设备控制柜和仪表信号输出端子模拟信号状态和输出电流, 同时用PLC编程组态软件检查I/O信号是否正常变化。另外, 需要重点检查PLC柜接地电阻是否符合设计要求 (≤1欧姆) , 信号屏蔽线是否良好接地, 接线是否牢固, 是否采取了防雷击、防鼠、防雨水措施等, 以确保信号稳定可靠。

(2) 检查在线仪表量程设置和安装位置

主要检查仪表信号量程设置是否适应实际工况, 仪表、PLC和上位机设置的量程是否一致, 仪表传感器安装位置是否能够准确反映工艺参数, 另外在未通水时需保护好传感器, 避免曝晒, 通水后需对仪表进行校准, 确保检测数据准确。

(3) 仪表数据不准确、波动的分析和处理

仪表数据不准确或波动是调试过程经常碰到的问题。导致PLC和上位机接收到的数据与在线仪表显示值不一致的主要原因是量程设置不一致、仪表输出电流信号衰减 (信号电缆太长、信号负载太大) 或仪表自身有故障, 如果是信号衰减, 可加装信号分配器或放大器;导致信号波动的主要原因是信号受干扰 (如周围有大功率变频器等) 、信号屏蔽线接地不良、信号电缆破损受潮或腐蚀、仪表传感器被污垢覆盖等, 可分别进行检查和处理。

2.2.2 工艺参数PID调节器控制参数的整定

工艺参数的自动控制功能由PLC内部设置的PID调节器完成, PID调节器的控制参数需要根据实际情况在调试过程进行整定, 一般采用比例+积分 (PI) 控制器即可满足控制要求, 可利用PLC编程组态软件的仿真功能进行参数整定, 先采用临界比例法确定比例系数, 然后再加入积分系数和设置SV值的“死区”范围进行试验。参数初步确定后再在实际运行过程根据控制效果进行调整, 最终使PID调节器具备稳定、快速响应、无残差的性能 (可利用监控计算机记录的历史趋势曲线进行分析检查) 。

2.2.3 报警功能的调试

报警功能是自控系统非常重要的一项功能, 调试时需注意以下几点:

(1) 除了设备故障需要报警之外, 工艺参数超限、设备状态异常、自动控制过程异常 (如自动反冲洗过程某个阀门不能正常打开或关闭) 也需要报警, 并且在通水调试之前应设置好报警和完成报警记录功能的软件设计, 以便调试人员能够及时发现、分析和处理。

(2) 在监控计算机上的报警显示和提示内容应准确, 可采用在现场模拟故障信号的方式进行检查。

(3) 溶解氧、进水流量等工艺参数除了设置上限或下限报警值之外, 应设置“死区”和超限持续时间, 以避免当工艺参数在报警值附近波动时频繁报警。

2.2.4 历史数据记录功能的设置

自控系统调试过程经常需要查询和分析历史数据记录, 对调试过程出现的异常情况进行分析, 以便调整控制程序或控制参数。因此在通水调试之前应完成历史数据记录功能 (历史趋势曲线功能) 的软件设计。另外, 由于曝气生物滤池自控系统数据量大, 为便于对异常情况进行分析, 应合理设置历史数据记录周期。一般来说, 对于所有模拟量数据都应有历史趋势曲线, 对于经常需要开/停的反冲洗风机、水泵等设备也应设置运行/停止状态历史记录, 对于与自动控制有关的参数 (如滤池进水流量、进水阀门开度、溶解氧等) 记录周期应设置为比较小的时间值, 一般应小于1分钟, 以便对自控过程是否合理进行实时分析。其它参数的记录周期可设置为5~10分钟, 以减少数据量, 避免影响监控计算机的运行速度。

3 结束语

曝气生物复合滤池工艺研究篇11

由于城市污水处理主要是一项侧重于环境效益和社会效益的工程, 在建设和日常运行过程中常常受到资金的限制, 同时, 随着城市发展步伐的加快及城市区域的拓展, 地价上涨, 土地使用也成为污水厂建设的制约因素之一。因此, 开展经济有效的污水处理新工艺, 研究与开发新设备, 研究适合我国国情的污水处理新工艺, 从而降低污水处理投资和运行的费用、节约用地、方便管理, 使出水能够回用, 对我国国民经济和社会发展及环境保护具有十分重要的意义, 而且也必将有其巨大的应用范围和市场。实践表明, 曝气生物复合滤池工艺是最为经济有效的城市污水处理方法。

2 试验概况

试验采用改进BC工艺的新方法, 以海泊河原水为进水, 并在后面连接一个曝气生物复合滤池, 流程图如图1。

曝气生物复合滤池用Φ15cm的有机玻璃柱, 其有效容积为15L, 纤维球填料的装填密度为80%, 组合填料的装填密度为60%;由图1可知, 该组合工艺流程为:原水即污水厂进水, 依靠重力流入BC工艺池, 在BC池中曝气30min再沉淀15min, 上清液经真空泵提升进入第一个曝气生物复合滤池, 出水为二级出水, 出水在经过第二个曝气生物复合滤池, 出水即达到回用水标准。

3 试验过程及结果分析

本实验主要探讨了该组合工艺对原水的处理效果, 其主要内容有: (1) 研究组合工艺对COD、NH3-N、SS的去除效果, 并绘出各去除率的曲线图;

(2) 对组合工艺和污水厂现运行的回用工程作一个简单的经济技术比较。

最佳运行参数如下:接触氧化池中DO控制在2.5mg/L左右, 汽水比为3∶1, BC池中HRT为0.45h;曝气生物复合滤池HRT为2h;

本实验主要测定了该组合工艺进出水的有机物、氨氮、悬浮固体各项指标, 时间为4月5日至4月18日, 共13d左右, 数据当天测定, 当天记录、整理, 见表1。

(1) 组合工艺去除有机物的效果, 见表2。

结果表示成曲线图, 见图2。

可见, 该组合工艺去除有机物能力较强, CODcr平均去除率能达到90%左右, 处理后水中CODcr均能小于50mg/L, 就从去除有机物方面来讲, 该组合工艺也能满足污水回用深度处理的处理要求。

(2) 组合工艺去除氨氮的效果, 见表3。

结果表示成曲线图, 见图3。

可见, 城市二级处理出水经组合工艺处理后, 对氨氮的去除率平均能达到90%以上, 出水也能达到小于10mg/L的回用水水质标准。所以说用该组合工艺来去除高浓度的氨氮是可行的。

(3) 组合工艺去除悬浮固体的效果, 见表4。

结果表示成曲线图, 见图4。

由图4可知, 该组合工艺能去除95%以上的悬浮固体, 出水SS能达到<5mg/L的回用水要求。

4 考察复合填料出水效果

将纤维球填料和组合填料按1∶2的比例组合成复合填料, 考察复合填料对城市二级出水深度处理的效果。并增加一个微絮凝池, 流程见图5。

具体做法是:污水厂二级处理出水, 先流入曝气微絮凝池, 在池中曝气10min一般为5～6min, 絮凝剂用聚铝, 浓度为10～15mg/L, 上清液经真空泵提升进入曝气生物复合滤池, 出水即可达到回用水标准。实验监测结果见表5。

5 经济技术比较

5.1 经济比较

本实验研究的组合工艺处理成本大大降低。该组合工艺中主要的动力费用就是曝气和真空泵的电耗。而曝气生物复合滤池没有回流污泥, 运行管理费低, 曝气时间不到传统活性污泥法的1/2, 故可设活性污泥法的运行费用为0.4元/t水, 所以曝气生物复合滤池法的能耗将近为活性污泥法的1/2即0.2元/t水左右;而曝气生物复合滤池占地面积小, 曝气量较小, 能耗也就少, 因此该组合工艺的动力消耗费用将低于0.2元/t水。另外, 该组合工艺与以上回用工艺相比, 基建、设备、人工费用与之相当, 因此该组合工艺的处理成本在0.36元/t水左右, 要比现运行的工艺低0.21元/t左右。故该组合工艺适合应用于对现行污水厂中水工程的改造上。

5.2 技术比较

该工艺不仅能大幅度降低处理成本, 而且在技术上处理后的水能达到回用水的水质标准。曝气生物复合滤池利用微生物来降解有机物, 具有容积负荷高, 抗冲击能力强, 运行稳定, 操作管理简便, 处理效果好的特点。所以整个工艺深度处理城市二级处理出水效果非常好, 它能去除80%COD、70%NH3-N、和95%SS, 处理后的水完全可以回用于生活杂用水。

6 结语

(1) 本实验采用曝气生物复合滤池新工艺进行了对城市污水深度处理回用的研究。在最佳HRT下, 运行结果表明, 该组合工艺可去除80%COD、70%NH3-N、95%SS, 证明了该工艺是城市污水进行深度处理行之有效的方法, 处理后的水经过杀菌消毒后完全可以满足生活杂用水的水质要求。

(2) 由于该工艺具有较强的抗冲击负荷, 占地面积小、基建成本低、运行操作简单, 处理效果好等特点, 因此它是一种经济实用的城市污水深度处理回用的工艺, 值得深入研究和推广运用。

(3) 该工艺是采用生物法处理的, 其优势是成本较低, 但其去除效果受到微生物生长条件的限制。综合各经济技术因素, 采用生物法还是具有巨大的市场价值, 其经济效益、社会效益和环境效益都能得到充分的发挥。因此, 该工艺适合用于对微污染水的深度处理回用上。

摘要：指出了对于生物降解性较差的城市二级处理出水, 采用曝气生物复合滤池工艺能够取得较好的处理效果。实践结果表明:曝气生物复合滤池是城市污水进行深度处理行之有效的方法, 处理后的城市污水经过杀菌消毒后完全可以满足生活杂用水的水质要求。

关键词：氧化池,曝气池,去除效果,生物复合

参考文献

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