鄭俊，程寒飛，王曉焱
（冶金部馬鞍山鋼鐵設計研究院，安徽馬鞍山 243005）

　　摘要：上流式曝氣生物濾池工藝為國際先進的生化處理方法，首次 應用于國內生活污水處理工程中并獲得成功。該工藝容積負荷高，能耗低，不需設置二沉池 ，操作管理簡單，投資省，出水達到國家一級排放標準。
　　關鍵詞：生活污水；上流式曝氣生物濾池；強化預處理
　　中圖分類號：X799.3
　　文獻標識碼：C　
　　文章編號： 1000-4602(2001)01-0051-03　

　　上流式曝氣生物濾池(up-flow biofiltration reactor)是近年來在歐洲發展起來的新 型污水處理技術，能有效地去除SS、CODCr、BOD5、NH3-N等。其工 藝原理是在濾池內部裝填粒狀陶料，其表面長有生物膜，污水由下至上流過濾料層，池底則 提供曝氣，氣水同為上向流，使 廢水中的有機物得 以降解和硝化。陶粒粒徑為3.5～4 mm，密度為1.35～1.42 g/cm³ ，堆積密度為0.75～0.9 g/cm³，比表面積可達3.98 m²/cm³，因此可積累高濃度的微生物量(達10～15 g/L)，使曝氣生物濾池的容積負荷增 大到6～10kgBOD5/(m³·d)，池容和占地面積大大降低(是普通活性污泥法或接觸氧化 法的1/10左右)，并起到生物過濾的作用，不需再設二沉池。另外，為避免積累的生物污泥和懸浮固體堵塞生物濾池，只需定期利用處理后出水進行反沖洗。
　　上流式曝氣生物濾池在進水BOD5容積負荷為6 kgBOD5/(m³·d )時，出水SS和 BOD5＜20 mg/L，CODCr＜60mg/L，遠低于國家《污水綜合排放標準》(GB 8 978—1996)之一級標準。它采用氣水平行上向流，防止了氣泡在濾層中的凝結，氧利用率高，能耗低。上向流過濾持續在整個濾池高度上提供正壓條件，可更好地避免溝流或短流，即使采用高濾速和高負荷，仍能保證工藝的持久穩定性和有效性，并使空間過濾被更好地運用，即空氣將固體物質帶入濾床深處，保持高負荷、均衡的運行，延長反沖洗周期，減少 清洗時間和清洗時的用水、用氣量。

　　1  污水水質

　　處理污水主要由遼河油田機械修造總廠生活區生活污水和廠區部分工業廢水組成，生活污水 與工業廢水的組成比例為7∶3。根據盤錦市環境監測站對總廠綜合污水水質的監測，污水水質參數：CODCr為350～500 mg/L，BOD5為150～250 mg/L，SS為170～ 200 mg/L，石油類為60～80 mg/L。廢水的BOD5/CODCr約為0.43～0.50，可生化性較好。

　　2  工藝流程

　　2.1設計水量、水質及排放要求
　　工藝設計參數：流量為1 200 m³/d，進水CODCr為500 mg/L，BOD5為 250 mg/L，SS為200mg/L，石油類為80 mg/L；出水CODCr＜100 mg/L，B OD5＜30 mg/L，SS＜70 mg/L，石油類＜5 mg/L。
　　2.2工藝流程
　　工藝流程如圖1。

圖1   工藝流程圖

　　原水先經格柵去除粗大漂浮物，再由泵提升至強化預處理系統，即具有沉砂、除油、沉淀作 用的斜管沉淀池，在其進水口投加聚合鋁和天然高分子油絮凝劑，出水流入中間水池并由泵提升至上流式曝氣生物濾池。

　　3  主要處理構筑物

　　3.1斜管沉淀池
　　表面負荷為3 m³/(m²·h)，實際運行的表面負荷為2.7～4.2 m³/(m²·h)，單池尺寸為7.5 m×2.5 m×4.5 m，聚合鋁投加量(濃度為3%)為6～8 mg/L，油絮凝劑投加量(濃度為3%)為7～9 mg/L(污水中含油量＜15 mg/L時不需投加)。
　　3.2  上流式曝氣生物濾池
　　BOD5容積負荷為6 kgBOD5/(m³·d)，實際運行的BOD5容積 負荷為3 .82～7.56 kgBOD5/(m³·d)，氣水比為4∶1，單池尺寸為4.0，高5.6m，反 沖洗水流 速為15 m/h，反沖洗氣速為60 m/h，反沖洗周期為4～5 d，濾料層高度為4 m。

　　4  運行結果

　　2000年初開始進行微生物培養(掛膜)及系統調試，3月底曝氣生物濾池出水已達到設計要求 并運行至今。 從半年的實際運行數據看，當BOD5容積負荷為5～6 kgBOD5/(m3·d)，COD Cr容積負荷為8～12 kgCODCr/(m3·d)時，出水BOD5＜15 mg/L， CODCr＜60mg/L，遠低于GB 8978—1996之一級標準。表1為2000年4月—7月整個處 理設施的水質監測數據。

表1  污水處理的效果

　　5  運行結果分析

　　5.1關于斜管沉淀池
　　①表面負荷及投藥量對SS去除率的影響
　　根據運行情況分析，SS去除率受表面負荷的影響較大，表面負荷越大其去除率越低。聚 合鋁藥劑投加量在6～8 mg/L范圍內，SS去除率能保持在70%以上；投加量小于此值時，SS去除率明顯降低；大于此值時，SS去除率沒有明顯增加。油絮凝劑的投加量 對SS去除率沒有明顯影響。
　?、赟S及藥劑投加量對油類去除率的影響
　　根據運行情況分析，油類去除率受SS濃度的影響較大。當聚合鋁藥劑和油絮凝劑投加量 分別在6～8 mg/L和7～9 mg/L范圍內時，SS濃度越高對油類去除率越大。藥劑投加量和投加次序對油類去除率有較大影響，聚合鋁藥劑和油絮凝劑投加量分別在6～8 m g/L與7～9 mg/L范圍內，油類去除率能保持在80%以上，投加量小于此值時油類去除率明顯降低，大于此值時油類去除率沒有明顯增加。另外，在投加藥劑時必須先投加聚合鋁藥劑 后投加油絮凝劑，反之則會降低對油類的去除效果，但對SS去除率沒有太大影響。
　　5.2關于上流式曝氣生物濾池
　　①水力負荷對CODCr、BOD5去除率的影響
　　根據半年來的運行數據分析，當水力負荷一定時，出水CODCr和BOD5隨容 積負荷的增加而增加，呈線性關系；但當容積負荷一定時，水力負荷在3～8 m³/(m ²·h)范圍內 對出水CODCr和BOD5濃度的影響不大，說明曝氣生物濾池耐沖擊能力較強 。工程投產后最大水力負荷約8 m³/(m2·h)，最小約3 m³/(m2·h)，但最 佳水力負荷為4～6 m³/(m²·h)，最佳CODCr容積負荷為10～12 kgCODCr/(m³·d)，最佳BOD5容積負荷為 5～6 kgBOD5/(m³·d)，在該工況范圍內CODCr的去除率＞85%，BOD 5的去除率＞92%。
　?、谄貧馍餅V池的反沖洗
　　根據實際運行經驗，曝氣生物濾池處理生活污水反沖洗周期一般為4～5d，若進水 濃度長期高于設計值則應縮短反沖洗周期。濾池反沖洗采用氣、水聯合反沖洗，反沖洗水流速度可控制在10～30m/h，反沖洗氣流速度可控制在50～70m/h，反沖洗歷時約10～15min。在一個反沖洗周期內，壓力損失在980Pa/m2以下。
　　③濾池曝氣的氣水比
設計氣水比為4∶1，但根據實際運行情況來看偏大。氣水比大，一方面容易使截留在濾料中的懸浮物在短時間內穿透濾料層，影響出水水質；另一方面由于生物濾池氧的利用率高，氣水比偏大將增加能耗。根據實際運行經驗，在處理生活污水及類似水質時，氣水比控制在2∶1較合適，但在處理其他水質的廢水時，確定最佳氣水比。
　　④微生物膜的培養
　　曝氣生物濾池濾料的微生物膜培養為自然掛膜，整個掛膜過程分為兩個階段。第一階段是在濾池中連續曝氣的情況下，每間隔0.5 h泵入污水5 m³，水流速度可控制在2m/h；第二階段是在濾池中連續曝氣的情況下連續泵入污水，水流速度由2m/h逐漸 增至最佳值4～6 m/h。第一階段約需15d，第二階段約需10d，共計25d，此后檢測到 較穩定的出水時表明掛膜成功。

　　6  結論

　　上流式曝氣生物濾池工藝是一種新型、經濟和可靠的污水處理方法。其優點是流程短、耐沖擊力強、占地和投資省、可省卻二沉池、處理效果好，但對預處理的要求較高 (需要投加藥劑)，使操作過程略顯復雜。由于該工藝采用加藥斜管沉淀處理，故斜管沉 淀池的最佳表面負荷為3～3.5 m³/(m²·h)，投加聚合鋁(濃度為3%)量為6～8 mg/L ，投加油絮凝劑(濃度為3%)量為7～9 mg/L。在設計曝氣生物濾池處理生活污水時， 最佳水力負荷為4～6 m³/(m2·h)，最佳CODCr容積負荷為10～12 kg COD Cr/(m³·d)，最佳BOD5容積負荷為5～6 kgBOD5/(m³·d)。

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　　收稿日期：2000-08-07