生物接觸氧化法是在生物氧化池內設置填料,使填料上長滿生物膜,經過充氧的廢水以一定的速度流經填料,廢水與生物膜相接觸,并在生物膜微生物的作用下得到凈化的一種廢水處理方法。它的主要處理構筑物———生物接觸氧化池是一種具有活性污泥法特點的生物膜法處理構筑物。近年來,在城市污水和工業廢水的生物處理過程中,生物接觸氧化法、生物流化床和上流式厭氧床的應用越來越廣泛,特別是生物接觸氧化法在高濃度工業廢水處理及活性污泥曝氣池改造中的應用尤為廣泛。而在此法工藝中,氧化池填充的載體填料是核心部分,填料技術(填料選型、填料支架、配套曝氣系統)直接影響著該工藝的處理效率、投資與運行費用。

1.載體填料的作用

生物接觸氧化池中的載體填料主要有以下3個作用。①是微生物生長的載體,為微生物提供棲息和代謝繁殖的穩定環境,并盡可能保持較多的微生物量。②是氧化池中生物膜微生物與廢水接觸的場所,且對水流有強制性的紊動作用,使廢水能夠再分布,同時它對氧化池中的空氣泡有重復切割作用,提高了水中溶解氧的濃度,強化了微生物、有機物、溶解氧三者之間的傳質過程。③可以截留吸附廢水中的一部分懸浮物質,降低氧化池出水中的懸浮物濃度。

2.幾種應用較廣的填料及討論

生物接觸氧化池的填料經歷了砂石、焦炭、玻璃鋼、塑料、纖維等多種形式。近年來,國內外都注重填料技術的研究和應用,尤其是我國相繼研究了幾種高效、經濟的新型填料。

2. 1  硬性填料中的不規則填料

硬性填料中的不規則填料有焦炭、爐渣。它們的優點是:易于就地取材,成本低廉,截流懸浮物的能力強。缺點是水流阻力大,易于堵塞,表面積小,附著生物量少。以爐渣為填料的生物接觸氧化法處理城市污水的試驗和生產運行的結果表明:根據污水濃度,選用適當粒徑(20～50 mm)的爐渣,以網箱作為爐渣填料支架,可長期運行,不發生堵塞,也不需要采取防堵塞措施,處理效果好,投資省,價格低廉,操作管理簡化。該填料的工藝特點有:爐渣質量輕,有良好的水力學性能,布氣方式得當,可具有流態化的特點;爐渣表面粗糙多孔,有較好的生物膜附著性,爐渣的吸附性能將污水中的有機物和溶解氧富集其表面,使微生物繁殖旺盛,生物膜活性高,從而提高了該工藝的處理效果。該方法也存在以下缺點:膜更新較困難,不夠靈活;布氣控制不好,易發生堵塞;對高濃度工業廢水的實驗結果尚待試驗考核。由此可見,硬性填料中以爐渣作為生物接觸氧化池填料較為適宜,開展高濃度氯堿工業廢水的中小試及生產性試驗前景廣闊。如獲成功,將會降低污水處理的投資和運行費用。

2. 2  軟性填料

20世紀80年代初,上海石化總廠環保研究所研制成功了軟性填料 。這種軟性填料通常由尼龍、維綸、滌綸、腈綸等化學纖維編織成束,再用中心繩連接而成,以防腐金屬鋼結構框架作為填料支架,以散流曝氣器作為曝氣供氧系統。其主要優點是:質量輕,強度高,物理化學性能穩定;纖維束在紊動的水中激烈漂動,呈立體結構,比表面積大,生物膜附著能力強,生物膜與廢水的接觸效率高;纖維束隨水漂動,不易被生物膜堵塞,適宜處理濃度較高的有機廢水。從錦(化工)集團有限責任公司(簡稱“錦化公司”)污水處理廠生物接觸氧化法處理氯堿化工廢水的運行實踐來看,該種填料雖有以上優點,但也具有以下缺點:易于結團、纏繞、厭氣腐爛,使填料實際可利用表面積減小,去除率降低;造價高,使用周期短,即其穩定性和經濟性較差;填料鋼結構支架易于腐蝕,與軟性填料綁扎連接處易于磨損,造成維綸中心繩易磨斷損壞;散流曝氣器曝氣強度大,與曝氣鋼管路絲扣連接處易于腐蝕損壞,進一步加劇了填料中心繩磨損和鋼結構支架的沖刷腐蝕。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。

2. 3  半軟性填料

1985年,北京紡織科學研究所研制了BS型半軟性填料產品,獲得專利。在北京第三毛絨廠接觸氧化池內進行了生產運行試驗,并獲得成功。它由變形聚乙烯塑料制成,主要特點是:特殊結構,每個填料起著小型分布器和布氣器的作用,提高傳質效率;不結球,無堵塞可能,且耐腐蝕耐磨,使用壽命長。從錦化公司污水處理廠生物接觸氧化法處理氯堿化工廢水的生產運行實踐來看,半軟性填料的主要缺點是:微生物附著性能差,掛膜速度慢,耐負荷沖擊能力弱,因而易造成處理效果不穩定;并且,造價較高。

2. 4  組合填料

1991年,國內某設備廠創新研制出纖塑組合填料,該填料由高分子聚合物、醛化合成的纖維組成,兼有軟性填料和半軟性填料的優點,改進了結構形式,比表面積大,空隙可變,耐生物降解,傳質效果好,有良好的布氣布水性能,有較好的水流狀態,同時改善氣泡的切割條件,掛膜迅速,脫膜更新容易。該填料最大的優點是:解決了軟性填料易結球、腐爛斷絲,半軟性填料掛膜困難、沖擊能力差等問題。其缺點是造價較高。

2. 5  彈性立體填料

1991年,國內某設備廠還創新研制出彈性立體填料,是用聚烯烴塑料制成的一種具有彈性絲條的填料。該填料以繩、柱、管構成的緊繃支架為中心支撐,彈性絲條在水中呈均勻輻射立體狀態,經特殊加工處理(抗氧化、親水穩定、拉毛、吸附添加劑)的彈性絲條對水中的微小氣泡具有一定的吸附能力,均勻舒展的彈性絲對水中的氣泡進行多層次連續切割,極大地加速了氧氣的轉移速率,充氧效率可提高一倍以上,氣水比可減少50%,即可使氧化池的供氣量減少一半,節省電量,降低了處理成本。它與硬性蜂窩填料相比,空隙可變性大,不堵塞;與軟性填料相比,不粘連結團;與半軟性填料相比,掛膜迅速;與組合填料比,造價低,耐沖擊性略差。彈性立體填料耐腐蝕、耐溫、耐老化,使用壽命長達5年以上,啟動掛膜快,實用表面積大,并能有效防止水流短路,污泥產生量小。

2. 6　懸浮式填料

浙江、江蘇一些環保廠家陸續開發出一些新的填料產品,目前使用較廣的有球型填料、籠式組合填料、懸浮式填料等。這些填料在氯堿化工廢水處理中還有一些缺陷,主要是掛膜困難,易于被化工廢水中的沉淀物堵塞,造價較高。來源：谷騰水網