生物接触氧化法在城市污水处理中的应用

生物接触氧化法在城市污水处理中的应用摘要：生物接触氧化法是在生物膜法处理污水的基础上发展的兼有生物膜和活性污泥法特点的新方法。它是目前比较成熟的生化处理方法，对含有大量有机污染物的生活污水处理效果较好。关键词：生物接触氧化；生物膜；污水处理引言生物接触氧化法是基于生物膜处理污水技术，具有耐冲击负荷能力强、净化效率高、处理所需时间短等特点，对污水有较强的净化作用，尤其是对有机废水处理效果较好。1我国水环境污染现状我国人均水资源拥有量仅为世界平均值的1/4，而且水资源时空、季节上分布不均。另一方面，我国水环境污染状况又相当严重，全国七大江河水系中，仅有38.1%符合五类以上水质标准，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化，地下水水质有恶化趋势使我国部分城市饮用水安全受到威胁，在46个重点城市中，仅有28.3%的城市饮用水源的水质良好[1]。水资源问题已严重制约着我国经济发展和人民生活水平的提高。水的循环利用是现阶段应对水资源紧张行之有效的措施，目前，废水的处理技术大体可以分为物理化学处理技术、生物化学处理技术、物化处理与生化处理结合技术以及强化生物处理技术。废水的生物化学处理相比物理化学处理技术，具有成本低的优势，而且对环境更加友好，现已成为处理有机废水的主要选择。而生物接触氧化法是目前处理有机废水较为成熟、有效的生物化学处理方法。2生物接触氧化法处理技术背景生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。19世纪末，德国开始把生物接触氧化法用于废水处理，但限于当时的工业水平，未能广泛应用。到20世纪70年代合成塑料工业迅速发展，轻质蜂窝状填料问世，日本、美国等开始研究和应用生物接触氧化法。中国是在70年代中期开始研究用此法处理城市污水和工业废水，现已广泛应用。2.1生物接触氧化法的原理生物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附废水中的有机物，在有氧的条件下，有机物由微生物氧化分解，废水得到净化。生物接触氧化池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。在生物接触氧化池中，丝状菌在填料空隙间呈立体结构，大大增加了生物相与废水的接触表面，同时因为丝状菌对多数有机物具有较强的氧化能力，对水质负荷变化有较大的适应性，提高了净化能力。2.2生物接触氧化法的特点生物接触氧化法是基于生物膜处理污水技术，将活性污泥法和生物膜法有机结合。生物接触氧化法处理技术具有浓度高、传质快、耐冲击负荷能力强、净化能力强等特点，尤其对容易引起污泥膨胀的有机废水处理效果较好。由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；同时在处理污水过程中，剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题。在生产中，可直接采用生物接触氧化法，或前接厌氧消化、酸化、物化方法等预处理工序来提高污水处理效率。生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物膜法有所差异。一是在生物接触法反应器中，供微生物栖附的填料全部浸在废水中，所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。二是在生物接触法反应器中，采用机械设备向废水中充氧，而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧，相当于在曝气池中添加可供微生物栖附的填充材料，也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。三是在接触曝气池内废水中还存在约2～5%的悬浮状态活性污泥，对废水也起净化作用。这使得生物接触法技术净化效率高；处理所需时间短；对进水有机负荷的变动适应性较强；不必进行污泥回流，同时解决了污泥法稳定性差、易膨胀、停留时间长、占地面积大、污泥易流失，不耐负荷冲击的缺陷，使得整个污水处理过程运行管理方便。生物接触法技术存在的问题：一是当污水有机物浓度高，接触曝气池内容易出现大量泡沫影响生物膜的透过率；二是接触曝气池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象。故在实际应用过程中应针对不同的进水负荷控制曝气强度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料；再次是对污水进行适当的预处理，避免影响充氧和微生物的生长。3生物接触氧化法在污水处理中的应用由于生物接触氧化法技术具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点，广泛应用于各行各业的污水处理系统。在处理广州制药厂高浓度洁霉素废水时，罗国维等[3]从滤过污水的生物膜中分离获得18株细菌，均为革兰氏阴性菌。可见废水在很大程度上选择了生存的微生物类群，从而得出在处理不同性质废水，生物膜内的细菌应视水质成分而定。生物接触氧化法不仅仅能有效处理制药厂污水，对于处理生活污水过程中也能达到良好的效果。在处理陕西延安市河庄坪基地生活污水采用了生物接触氧化法，其出水水质均符合国家排放标准，BOD5的去除率可达到90%以上[4]。在处理啤酒厂污水时，由于污水中含大量有机物和少量无机盐类，采用生物接触氧化法得到良好的效果，同时在污水处理过程中对污水进行厌氧水解酸化工艺预处理可提高污水处理效率[5]，为在食品、酿造及其他行业的有机污水处理中推广应用提供可实施性。在处理油田采出水时[6]，应用生物膜水解酸化结合生物膜接触氧化的工艺进行，得到的良好的结果。生物接触氧化法不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。生物膜处理是经过物理处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里有机物都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。如果能配合JBM新型组合式生物填料使用，可加速生物分解过程，具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。4.结束语生物接触氧化法对含有大量有机污染物的生活污水处理效果较好，在我国城市污水处理中应用的前景是十分广阔的。在实际生产过程中只要加强管理，按要求进行水质预处理。处理后的污水可进行灌溉、建筑、冲洗等，从而达到对水资源的循环利用。参考文献[1]谢家泽，陈志恺.中国水资源[J].地理学报.1990,45(2):210-219.[2]罗国维，杨丹青，林世光.投菌生物接触氧化法处理洁霉素废水的机理研究[J].环境科学.1994,15(6):20-22.[3]张锦荣.生物接触氧化法处理生活污水[J].油气田环境保护.1997,7(4):16-19.[4]周焕祥.水解酸化——生物接触氧化法处理啤酒污水[J].工业水处理.1998,18(2):36-38.[5]李峰，赵永庆，曹宗仑，等.生物膜水解酸化-生物膜接触氧化工艺处理油田采出水技术研究[J].石油与天然气化工.2008,37(3):226-228.