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你想知道的生物接觸氧化法的知識點都在這里了!

發表時間:2020-07-28 00:00

一、 生物接觸氧化法的基本原理

  1、生物接觸氧化法的特點

  生物接觸氧化法是生物膜法的一種形式。它是在生物濾池法的基礎上發展起來的,從生物膜固定和污水流動來說,相似于生物濾池法。從污水充滿曝氣池和采用人工曝氣看,它又相似于活性污泥法。所以,生物接觸氧化法兼有生物濾池法和活性污泥法的特點。

  實踐表明,生物接觸氧化法具有BOD負荷高,處理時間短,占地面積小,不需污泥回流,不產生污泥膨脹,運轉比較靈活,維護管理方便等一系列優點,因此,是一種有發展前途的處理方法。

  2、生物膜對廢水的凈化作用

  在生物接觸氧化法中,微生物主要以生物膜的狀態固著在填料上,同時又有部分絮體或碎裂生物膜懸浮于處理水中。生物接觸氧化池中的生物膜重量,比曝氣池內懸浮活性污泥的重量大得多,一般生物膜重量為6000-14000mg/L,而氧化池中呈懸浮狀的微生物(活性污泥)濃度一般為200-1000 mg/L。由此,可粗略地用生物膜重量表示生物接觸氧化法中的微生物重量,用生物膜濃度表示微生物濃度。

  附著在填料表面的生物膜對廢水的凈化作用:

  最初,稀疏的細菌附著于填料表面,隨著細菌的繁殖逐漸形成很薄的生物膜。在溶解氧和食料(有機物)都充足的條件下,微生物的繁殖十分迅速,生物膜逐漸加厚。生物膜的厚度通常為1.5-2.0mm,其中外表面到1.5 mm深處為好氣菌,1.5 mm深處到內表面與填料壁相接的部分為弱厭氣菌。廢水中的溶解氧和有機物擴散到生物膜內為好氣菌利用。但是,當生物膜長到一定厚度時,溶解氧無法向生物膜內擴散,好氣菌死亡、溶化,而內層的厭氣菌得以繁殖發展。經過一段時間后,厭氣菌在數量上亦開始下降,加上代謝氣體的逸出,使內層生物膜出現許多空隙,附著力減弱,終于大塊脫落。在生物膜脫落的填料表面上,新的生物膜又重新生長發展。實際上,新陳代謝過程在生物接觸氧化池中生物膜發展的每一個階段都是同時存在著的,這樣就使其去除有機物的能力保持在一個水平上。

  3、流態

  生物接觸氧化法的固定生物膜與一般的生物膜不同。在氧化池中采用曝氣方式,不僅提供較充分的溶解氧,而且由于曝氣攪動加速了生物膜的更新,從而更加提高膜的活力與氧化能力。另外,曝氣會形成水的紊流,使固著在填料上的生物膜可以連續地、均勻地與污水相接觸,避免生物濾池中存在的接觸不良的缺陷。

  對于接觸氧化池的單池(或單格)來說,其流態是一種混合型,各點水質比較均勻,各部分的工況基本一致,具有完全混合型的特點。

  對于將氧化池分格按照推流式設置的接觸氧化池來說,則全池又具有推流式活性污泥法的特點。由于按推流式設置時,水在池子內不斷地沿著池的縱向逐步推流至出口,使生物膜上的微生物與污水中的有機物得到充分混合和接觸,從而使污水逐漸凈化。全池的水質是有變化的,進水端COD值最大,以后逐漸減小,出口端最小。


  4、生物相及其演化規律

  生物接觸氧化法生物膜上的生物相是豐富的,起作用的微生物包括許多門類,由細菌、真菌、原生動物、后生動物組成比較穩定的生態系。

 ?。?)細菌類

  生物相中數量最多的是細菌。它們的形態有:

 ?、儆坞x菌

  大多為體形較小的桿狀菌,有時也可能是比較大型而自身又能運動的螺旋菌。細菌的種屬因處理的污水種類不同而異,一般生長繁殖的細菌有無色桿菌屬、假單孢菌屬、芽孢桿菌屬、產堿桿菌屬等。它們多數在掛膜培菌初期出現,然后消失。

 ?、诰z團

  它是低等細菌建立的膠粘物,有良好的吸附能力,對被粘附的有機物加以分解利用,使有機物無機化。菌膠團多半呈垂絲狀,也有呈蘑菇狀、分枝狀。

 ?、劢z狀菌

  這是由低等細菌密切結合的高等細菌。絲狀菌多數是真菌球衣細菌,是生物膜中起重要作用的微生物。它們的菌絲體較長,常呈亂發狀。絲狀菌的繁殖和廢水的硝化有著密切聯系。在生物接觸氧化法中,絲狀菌是固著在填料表面上的,它的繁殖不僅不會引起活性污泥法中的那種污泥膨脹,反而使出水水質變好。

 ?。?)真菌類

  生物膜中的真菌主要是鐮刀霉菌、地霉菌和各類酵母菌等。真菌對某些人工合成的有機物(如丙烯腈等)有一定降解能力。

 ?。?)原生動物

  在正常運行和生物膜降解能力良好時,生物相中占優勢的原生動物以固著性的纖毛蟲為主,如鐘蟲、小口鐘蟲、等枝蟲、蓋纖蟲、無柄鐘蟲等。有時也有游泳性纖毛蟲,如草履蟲、豆形蟲、漫游蟲等。

  運行穩定時,生物膜上的生物相也是相對穩定的,細菌和原生動物之間存在著制約關系。一方面,原生動物纖毛蟲吞噬細菌,抑制細菌群體的蔓延;另一方面,細菌被破壞后,又不斷繁殖生長,這就需要以廢水中的大量有機物作為食料,從而凈化了廢水。所以,原生動物纖毛蟲特別是鐘蟲、等枝蟲、蓋纖蟲是生物接觸氧化系統運轉良好的有價值的指示性生物。

  在運行時,若有機物負荷或營養狀況有較大變化,則原生動物中的固著性鐘蟲、等枝蟲突然消失,絲狀菌稀少,菌膠團結構松散,而游泳性草履蟲、鐘蟲游泳體大量出現,出水水質變差;反之,若原來出水水質較差,一旦出現鐘蟲、等枝蟲、絲狀菌叢生,菌膠團結構緊密,而游泳性纖毛蟲減少,則說明環境條件有了改善,出水水質變好。

 ?。?)后生動物

  與活性污泥法不同的是,在生物接觸氧化法中的生物膜上存在著大量的后生動物如輪蟲、線蟲、紅斑瓢體蟲。這些是以食死肉為主的動物,能軟化生物膜,促進生物膜脫落,從而經常保持活性和良好的凈化功能。當輪蟲等后生動物數量多且活躍,個體肥大,則處理后出水水質好;反之,則處理效果差。一旦發現生物呆滯,個體死亡,則預示著處理效果急劇下降。



二、影響處理效果的因素

  1、進水水質

 ?、貾H值

  環境條件對生物處理的影響是重要的,有時甚至是決定性的。其中PH值是重要的環境因素之一。

  對于大多數細菌來說,雖然PH的最廣范圍為4-10,但是由于異常的PH值會損害細胞表面的滲透功能和細胞內部的酶反應,因此適宜的PH值范圍應為6-8。

  在污水處理中,特別是在工業廢水處理中,污水的PH值往往不能適應微生物的生長繁殖。此時,當在培菌馴化時考慮到PH值因素,并使PH值逐漸偏于某一側,那么,即使在較高的堿性和酸性條件下,也能夠使整個經過馴化的微生物群體具有一定的凈化能力。

  運行實踐表明,生物接觸氧化法對PH值的適應性比較強,當污水的PH值為8-9時,微生物仍然有適應能力,對處理效果沒有多大影響。因此,生物接觸氧化池進水PH值可為6.5-9.0。否則,應考慮預先的PH調整措施。

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  在生物接觸氧化池中接觸停留時間較短,因此處理過程中污水受氣溫的影響不大,主要起作用的是水溫。

  溫度對生物處理有一定的影響。一般地,溫度高,微生物活力強,新陳代謝旺盛,氧化與呼吸作用強,處理效果較好。但溫度過高,會抑制通常的嗜中溫微生物的生長。同樣,溫度過低,微生物的生命活動受到抑制,處理效果受到影響。

  為了保持基本正常運行,生物接觸氧化池的進水水溫宜控制在10-35℃之間。

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  污水中的大量硫化物對生物接觸氧化法處理是有害的。一是,硫化物是還原劑,要消耗生物接觸氧化池中的大量溶解氧;二是,硫化物在充氧作用下,易產生難聞的硫化氫氣體;三是,硫化物對微生物代謝過程有抑制作用。為此,生物接觸氧化池進水中的硫化物含量應在30mg/L以下。

  2、有機負荷

  有機負荷是反映生物接觸氧化法凈化效能的主要指標。它通常用單位容積填料的污染物(BOD)負荷量來表示,即

  BOD負荷=單位時間內供給生物膜的有機物數量(BOD)÷填料總容積

  單位:Kg BOD/(m3·d)

 ?、?BOD負荷同被處理水的污染物質有關

  處理對象不同,BOD負荷亦不同。易于生物降解的污水,例如城市污水、酵母廢水等,BOD負荷較高。而可生化性較低的廢水,如印染廢水等,BOD負荷較低。

 ?、?BOD容積負荷與處理水水質亦有密切關系

  實踐表明,在一定范圍內,出水BOD愈高,則BOD容積負荷也愈高;出水BOD愈低,則BOD容積負荷也就愈低。在保持相同處理水水質的情況下,允許的BOD容積負荷愈高,則證明處理設備效率愈高。

 ?、?BOD容積負荷的實際取值范圍

  對于可生化性較高的有機廢水,如城市污水、食品工業廢水等,BOD容積負荷宜取1.0-3.0Kg BOD/(m3·d);對于可生化性較差的廢水,如印染廢水等, BOD容積負荷取0.5-1.0Kg BOD/(m3·d)更為穩妥。

  3、接觸停留時間

 ?、俳佑|停留時間同處理效果有很大關系

  在相同的進水水質條件下,若接觸停留時間愈長,則處理水BOD值愈低,處理效果亦就愈好;反之亦然。

  這是因為,微生物對有機物的轉化過程同微生物機體的化學過程緊密地聯系著。不論是將復雜的有機物分解氧化成簡單的無機物,還是將比較簡單的無機物合成復雜的細胞物質,都需要一定時間。特別是被吸附與附著在生物膜上的有機物經氧化分解和細胞合成作用全部轉化為穩定物質(有機物無機化)所需時間較長,一般為數小時乃至數十天。因此,處理效果對接觸停留時間的依賴性很大。

 ?、诮佑|停留時間同所采用的處理工藝流程有關

  在原水水質和處理水質都相同的條件下,一段法同多段法相比較,所需要的接觸停留時間是不相同的。一般地,二段法或多段法的總接觸停留時間短于一段法。

  對于BOD濃度較低的城市污水,宜采用二段法工藝流程,總接觸停留時間1.0-3.0h,一氧池接觸停留時間約占總接觸停留時間的2/3,二氧池約占1/3。

  對于中等濃度的工業廢水(如BOD濃度為150-300mg/L),接觸停留時間宜采用3-6h。

  對于高濃度的工業廢水(BOD濃度為500mg/L

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