高效生物濾池在污水處理中的應(yīng)用

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簡介： 設(shè)計了一種新型高效生物濾池--Biosmedi濾池,其主要特點是采用人工合成的粗顆粒輕質(zhì)濾料(空氣脈沖反沖洗方式),在填料負(fù)荷高達(dá)4.0～7.5 kgCOD/(m³·d)的范圍內(nèi),生產(chǎn)運行效果良好.
關(guān)鍵字：高效生物濾池 Biosmedi濾池 濾料 空氣脈沖反沖洗

Biosmedi工藝是一種處理污水和微污染源水的新工藝，具有對有機物和氨氮及SS去除效率較高、反沖洗耗水耗氣量小、有效防止出水帶泥、運行管理方便、占地面積小、土建及運行費用低等優(yōu)點，在污水廠、凈水廠中均適用。

1　工作原理

1.1　濾料的選擇
　　采用EPS發(fā)泡塑料粒子作濾料，濾料的體積質(zhì)量較小(15g/L左右)，粒徑為3～8mm，具有來源廣泛、比表面積大(650m²/m³)、表面適宜微生物生長、耐用、化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點。
1.2　生物濾池結(jié)構(gòu)
　　生物濾池結(jié)構(gòu)見圖1。

　　濾池的結(jié)構(gòu)形式：上部為出水槽；中部為濾層區(qū)；下部為空氣室。濾層區(qū)與出水槽之間用濾網(wǎng)、孔板或安裝濾頭的混凝土墻隔開，空氣室和濾層區(qū)之間以孔板相隔。
　?、俟ぷ鬟^程
　　生物濾池為周期運行，從開始過濾到反沖洗結(jié)束為一個周期。進水經(jīng)中心導(dǎo)流筒進入濾層下部，由下向上穿過濾層(在濾料阻力的作用下使濾池進水均勻)；空氣布?xì)夤馨惭b在濾層區(qū)下部，濾料表面生長著含有大量微生物的生物膜，微生物利用水中的溶解氧降解一部分有機物及氨氮，同時出水中的懸浮物質(zhì)經(jīng)濾料過濾被截留；水流以上向流形式通過濾層區(qū)頂部 濾網(wǎng)溢流入出水槽，由出水管排出。
　　②濾料沖洗
　　當(dāng)濾池運行一段時間后，需要對填料進行反沖洗。由于濾料體積質(zhì)量較小，采用常規(guī)的沖洗方法(如水、氣水反沖洗等)難于奏效，故采用空氣脈沖沖洗法，即在濾池的下部設(shè)計一個空氣室，使濾料層突然向下膨脹以進行有效的空氣脈沖反沖洗(可把附著在濾料上的大部分生物膜和截留的不可生化的懸浮固體通過幾次脈沖后一起震蕩脫落)，再靜置15min后打開穿孔排泥閥排泥，即可達(dá)到有效清潔濾料的目的。

2 試驗部分

2.1 試驗方法
　　試驗采用曲陽污水廠初沉池出水。生物濾池與普通曝氣池的對比試驗同步進行。
2.2　試驗流程
　　試驗流程見圖2。

　　a.分析方法：COD的測定采用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)法；BOD₅的測定采用稀釋接種法；溶解氧用溶氧儀測定；氨氮(NH₃-N)測定采用納氏比色法。
　　b.試驗條件：生物濾池填料層厚度為1300mm；填料粒徑為3～8mm，平均粒徑為6.28mm；填料負(fù)荷為2.9～3.6kgBOD₅/(m³·d)；氣水比在16～20之間；出水溶解氧在2.5～3.1mg/L之間。
2.3　試驗結(jié)果與分析
　　主要運行參數(shù)見表1。
　　連續(xù)運行3個月的試驗結(jié)果見表2和圖3。

表1　主要運行參數(shù)日期 高效生物濾池 普通曝氣池進水量(L/h)濾層區(qū)停留時間(h)進氣量(L/min)溫度(℃)出水溶 解氧(mg/L)COD負(fù)荷［kgCOD/(m³·d)］BOD負(fù)荷［kgBOD₅/(m³·d)］進水量(m³/d)曝氣池 停留時間(h)二沉池停留時間(h)1999年7月 74.421.4921.9226.732.734.122.90　517329.05.01999年8月109.701.0131.5027.562.85.763.53

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表2 高效生物濾池與普通曝氣池的處理效果比較項目濾池進水濾池出水普通曝氣池出水日期1999年7月1999年8月1999年9月1999年7月1999年8月1999年9月1999年7月1999年8月1999年9月COD(mg/L)230.5214.0266.437.648.650.119.721.217.1BOD5(mg/L)130.9108.0121.610.59.912.29.47.17.5SS(mg/L)60.356.466.19.79.48.014.914.113.3NH3-N(mg/L)27.526.733.610.46.616.315.614.09.2pH7.477.487.207.247.107.30   

　　由表1、2和圖3可見：
　?、贋V池進水水質(zhì)及運行參數(shù)的變化幅度相當(dāng)大，但其出水COD值變化幅度只相當(dāng)于平均值的13%左右，可見其處理效果非常穩(wěn)定。
　　②高效生物濾池對COD、SS的去除率達(dá)到80%、81%時，填料負(fù)荷為4kgCOD/(m³·d)左右、水力停留時間為90min，而普通活性污泥法和生物膜法濾池要達(dá)到同樣的處理效果，其水力停留時間和填料負(fù)荷分別為高效生物濾池的兩倍或兩倍以上。
　?、鄹咝餅V池的出水SS值為2～17mg/L表明其過濾效果也十分顯著，并且克服了普通生物濾池后的二沉池由于厭氧或其他原因造成的浮泥現(xiàn)象。

3　應(yīng)用實例

　　應(yīng)用于華東某食品廠的生產(chǎn)廢水處理。
3.1　工藝流程

3.2　設(shè)計參數(shù)
　　設(shè)計流量：最大處理能力為3500m³/d(k=1.5)。
　　設(shè)計水質(zhì)：進水COD=600mg/L，BOD₅=200mg/L，SS=300mg/L，出水COD≤100mg/L，BOD₅≤30mg/L，SS≤70mg/L。NH₃-N因進水濃度低不作為控制指標(biāo)。
　　一級濾池填料的BOD₅負(fù)荷為5.5kgBOD₅/(m³·d)，曝氣量為8.92m³/min；二級濾池填料的BOD₅負(fù)荷為5.2kgBOD₅/(m³·d)，曝氣量為10.39m³/min。反沖洗周期為24h，反沖洗時間脈沖3次，反沖洗時濾料下降高度＞10cm，單格池反沖洗氣量不大于曝氣氣量。
　　一級濾池是由原初沉池改建的，共有8格，每格的平面尺寸為3m×3m，下部為泥斗，總水深為2.9m，填料層厚度為1.4m；二級生物濾池是利用原輔助曝氣池改造，共有4格，每格平面尺寸為2.9m×3.9m,總水深3.3m，填料層厚度為1.3m。
3.3　運行狀況及分析
　　2000年1月、8月、10月廢水處理運行狀況見表3。

表3　2000年廢水處理運行狀況日期進水量
(m³/d)一級濾池進水COD
(mg/L)二級濾池出水COD
(mg/L)一級濾池填料負(fù)荷
［kgCOD/(m³·d)］2000年1月1157109541.252000年8月1827114582.072000年10月2400149493.56

　　由表3可見：進水COD值變化幅度較大，但出水COD值很穩(wěn)定，說明高效生物濾池對沖擊負(fù)荷的承受能力較強。

4 結(jié)論

　　高效生物濾池具有如下特點：
　?、倌蜎_擊負(fù)荷能力強
　　在較寬的進水COD負(fù)荷范圍內(nèi)［4.1～7.5kgCOD/(m³·d)］，出水COD、SS保持穩(wěn)定，說明生物濾池可以承受較高的負(fù)荷。
　?、谡嫉孛娣e小
　　生物濾池構(gòu)筑物體積是活性污泥法的1/3；占地面積是活性污泥法曝氣池的1/4(省去二沉池和污泥回流泵)。
　　③填料性能好
　　EPS發(fā)泡塑料粒子濾料的比表面積大(650m²/m³)；耐用性好(不變形、不損耗)；采用空氣脈沖反沖洗，省去水力反沖。
　?、苌餅V池管理要求
　　濾料的浮力大使過濾效果好但易結(jié)塊，要求定期(1～2次/d)反沖洗，而且反沖洗并沉淀一段時間后要大流量排泥。

參考文獻：

　　［1］鄒偉國，孫群，王國華，等.新型BIOSMEDI濾池的開發(fā)研究［J］.中國給水排水，2001，17(1)：1-4.

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