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1、污水處理曝氣生物濾池研究【摘要】對(duì)污水進(jìn)行處理的多種技術(shù)中,曝氣生物濾池備受矚目,該技術(shù)的應(yīng)用很好的貼合了我國對(duì)污水治理的現(xiàn)狀,緩解了水資源緊缺的處境。本文從曝氣生物濾池的特點(diǎn)、原理和使用研究等幾方面進(jìn)行了介紹,希望能為業(yè)界同行提供幫助?!娟P(guān)鍵詞】曝氣生物濾池;污水處理;研究1引言曝氣生物濾池是一種新型的污水處理技術(shù),有著投入低、占用土地少、方便操作等特點(diǎn),可單獨(dú)使用或與其它的污水處理技術(shù)結(jié)合使用。事實(shí)上,目前中國是一個(gè)缺水的國家,就目前的資金和技術(shù)而言,大量的污水排放未經(jīng)處理,污染環(huán)境,使得中國的水資源短缺狀況正在惡化。在如今的社會(huì)環(huán)境中,這種曝氣
2、生物濾池的新技術(shù)為中國的污水凈化帶來了新的轉(zhuǎn)變。2曝氣生物濾池的特點(diǎn)4學(xué)海無涯2.1成本投入少,容易操作。由于曝氣生物濾池技術(shù)忽略了二次沉淀過程,因此大大降低了基礎(chǔ)設(shè)施要求,大大降低了投資成本。因此,采用曝氣生物過濾技術(shù),能夠在保證穩(wěn)定運(yùn)行的條件上,實(shí)現(xiàn)普通過濾器處理污水的處理率,實(shí)際效果非常理想[1]。2.2有較高生物濃度。曝氣生物過濾技術(shù)在環(huán)境中使用中等填料,這種生物環(huán)境對(duì)于微生物的生長非常有用,并且進(jìn)一步促進(jìn)了加工設(shè)備和膜的穩(wěn)定操作。此外,填料的表面隨著許多生物質(zhì)而生長。所以,曝氣生物過濾器中微生物的濃度是污水和污泥的幾倍,并且這種微生物具有大
3、的容量,這是生物過濾器的體積負(fù)荷在某種程度上增加的關(guān)鍵原因。2.3抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)。按照國內(nèi)外有關(guān)研究報(bào)告,曝氣生物濾池有著很強(qiáng)的沖擊負(fù)荷的性能,能夠達(dá)到一般負(fù)荷的2~3倍,而且水質(zhì)在短期的抗負(fù)荷沖擊下不會(huì)受到很大影響。這種結(jié)果產(chǎn)生的關(guān)鍵原因是過濾材料的生物能量大于其表面積,因此即使在相對(duì)強(qiáng)烈的外部沖擊下,過濾材料表面上的生物質(zhì)也可以快速增加,使得它通常是穩(wěn)定的[2]。2.4可以增加充氧效率。根據(jù)粒狀填料提高充氧效率能夠?qū)⒀鯕饫寐侍岣叩?0%~20%,而且可以顯著降低運(yùn)行成本。產(chǎn)生這一結(jié)果的關(guān)鍵原因是填料和污染物可以達(dá)到更理想的接觸條件,提高氧氣
4、在上升期間相互碰撞的可能性,從而產(chǎn)生顯著的充氧效率。2.5組合方式較強(qiáng)。曝氣生物過濾池能夠獨(dú)立進(jìn)行操作,更重要的是,能夠和原始的污水處理方法結(jié)合使用。如果污水的色度、濁度和需氧量等比較低的情況下,僅僅依靠曝氣生物過濾池就可以取得不錯(cuò)的效果。而這些參數(shù)比較高的情況下,曝氣生物濾池技術(shù)和其它污水處理方法的結(jié)合顯著提高了處理效果[3]。2.6方便進(jìn)行管理。采用曝氣生物濾池技術(shù)進(jìn)行污水處理,可有效減少污泥膨脹,顯著提高其抗負(fù)荷性能,改變池內(nèi)微生物濃度,提高整體管理的效率,確保了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。3曝氣生物濾池的原理通過適當(dāng)?shù)难芯?,我們?yīng)該充分利用適當(dāng)?shù)募庸そ橘|(zhì)
5、,并使用附著生物膜和顆粒填料等常用的介質(zhì),以充分發(fā)揮生物體的新陳代謝,它還涉及其他影響,如物理過濾以及填料和生物膜的物理吸附,可以在相同的反應(yīng)器中除去污染物,用于上述各種反應(yīng)。此外,該技術(shù)還利用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)計(jì),例如利用生物催化氧化反應(yīng)器的有關(guān)設(shè)計(jì),完成了二次沉淀設(shè)備的消除。實(shí)現(xiàn)了硝化和反硝化,并且還可以實(shí)現(xiàn)脫氮處理技術(shù)[4]。4曝氣生物濾池的使用研究4.1生物膜形態(tài)。在曝氣生物過濾池的穩(wěn)定操作條件下,曝氣生物過濾池的生物膜沿水流方向厚度減小,表面粗糙度和拉伸起伏度降低,并且流入量減少,表面形態(tài)改變,生物膜與排水顯著不同,從水邊到中心的生物膜是厚的,深
6、灰色的,然后漸變很淺,顏色變成棕色,在出水口附近的填料表面具有較少的生物膜并且該層較薄。曝氣生物過濾池的前端可以容納大量的懸浮物,基質(zhì)濃度大,生物膜組分比后端生物膜復(fù)雜,表面凹凸不均。4.2微生物群落。曝氣生物過濾池的底物濃度將不時(shí)變化,相應(yīng)的微生物群落將不同。當(dāng)使用曝氣生物過濾器處理城市廢水時(shí),可以看出濾池中的有機(jī)物主要基于黃桿菌、細(xì)菌、嗜酸菌和黃單胞菌。芽孢桿菌和大腸桿菌是曝氣生物濾池中生物除氮細(xì)菌的主要組成部分[5]。4.3去磷。目前有化學(xué)、物理和生物的方法去除磷。常規(guī)的物理方法是電解和反滲透,根據(jù)使用增強(qiáng)的生物方法可以去除97%的總磷,但生物
7、方法的普遍缺點(diǎn)是沒有明顯的效果,去除率不穩(wěn)定4學(xué)海無涯,變化較大。目前比較成熟穩(wěn)定的處理技術(shù)是化學(xué)加工,該技術(shù)一般是采用金屬鹽法。國內(nèi)外研究人員發(fā)現(xiàn),曝氣生物濾池中TP的去除效率通常僅有35%~40%,在此基礎(chǔ)上加入化學(xué)品去除磷是必要的,實(shí)現(xiàn)磷的聚集和沉淀,同時(shí)生物過濾在沉淀后除去50%的剩余磷。經(jīng)由化學(xué)強(qiáng)化的方法除磷,除磷效率為85%,出水的TN為8.3mg/L,TP是0.8mg/L。4.4濾料的研究進(jìn)展。在曝氣生物過濾技術(shù)中,過濾材料起著極其重要的作用,并且根據(jù)過濾材料的比重通常分為浸漬型和懸浮型。目前,國內(nèi)外正在進(jìn)行大量的研究,如BIOLITE
8、S、球形輕質(zhì)陶瓷和EPS等,應(yīng)用于實(shí)踐生產(chǎn),取得了優(yōu)異的成果[6]。但是,天然沸石的使用仍處于早期階段,在實(shí)