生物曝氣流化池技術用于城鎮生活污水回用的研究與示范工程

【資料簡介】

　　摘要：生物曝氣流化床技術是介于生物接觸氧化工藝和生物曝氣濾池工藝的一種新的水處理工藝，它吸取了生物接觸氧化工藝和生物曝氣濾池的優點，具有出水水質好、生物量大、處理負荷高、脫氮除磷效果好、無須反沖洗等優點。本文介紹生物曝氣流化池技術用于城鎮生活污水回用的工程實例及投資。
　　
　　關鍵詞：生物曝氣生活污水回用工程
　　
　　生物曝氣流化床技術是介于生物接觸氧化工藝和生物曝氣濾池工藝的一種新的水處理工藝，它吸取了生物接觸氧化工藝和生物曝氣濾池的優點，具有出水水質好、生物量大、處理負荷高、脫氮除磷效果好、無須反沖洗等優點。目前，它已經開始在城市污水處理、小區生活污水處理、工業廢水處理、微污染源水預處理、城市污水二級出水回用處理等方面。
　　
　　1、國內外相關研究現狀及動態
　　
　　現在生物接觸氧化工藝已經廣泛應用于水處理中的各個方面，可以說是已經比較成熟的工藝。而生物曝氣濾池工藝是近年來我國比較成功從國外引用并迅速推廣的一種新型污水處理工藝。
　　
　　隨著以上兩種工藝在我國的推廣和應用，國內各大高校和科研機構、環保公司開始了生物曝氣流化池工藝的研究。其中清華大學、同濟大學在這一方面進行了比較深入的研究，開始在一些工程中應用，并取得了較好的處理效果。其它一些科研機構也對此工藝進行可行性研究，也有不少成功的實例。我們公司是早從事生物曝氣流化池工藝研究的環保專業廠家。根據本工藝的特點，我們開發出了產品——LT型流化生物填料。我公司現在已經將本工藝成功應用于小區生活污水處理、工業廢水處理、微污染源水預處理等工程中，現在正在致力于將生物曝氣流化床工藝應用于老污水處理廠曝氣池改造（北京市高碑店污水處理廠）、城市污水處理廠中水回用研究等項目。
　　
　　2、生物曝氣流化池技術的特點及能解決的關鍵問題
　　
　　2.1生物曝氣流化池的技術特點
　　
　　與其它好氧水處理工藝相比，生物曝氣流化池工藝有以下技術特點：
　　
　　①生物量大。采用了新型的填料——LT型生物流化填料。這種新型填料具有比表面積大、掛膜容易、生物膜更新快等優點。由于具有較大的比表面積和掛膜容易等特點，因而生物量大，生物量可以達到10-20g/L以上，比普通活性污泥法高出5倍以上，同接觸氧化工藝相當；而且由于生物膜更新比較快，因而微生物具有較高的活性，大大提高了處理效率和污水處理效果。
　　
　　②傳質效率高。由于本工藝的特點，填料在池中一直處于流化狀態，由于空氣攪動使整個反應池內污水和填料充分接觸，生物膜和水流之間產生較大的相對流速，加快了細菌表面的介質更新，增強了傳質效果，加快了生物代謝速度。而接觸氧化工藝由于填料是固定的，在池中出現了曝氣區和非曝氣區，因而降低了容積負荷。
　　
　　③充氧效率高。由于填料在水中一直呈流化狀態，填料不斷的與氣泡進行接觸并不斷切割，因而其充氧效率高，動力效率在3kg/（kw.h）以上，相比其它工藝提高30%，充氧效率的提高有利于加快有機物的氧化速度。
　　
　　④具有較高的污染物處理負荷。在污水處理工藝中，其BOD負荷可以達到5-6kg/（m3填料。d）；如果要進行脫氮除磷處理，BOD負荷可以降低到1-3kg/（m3填料。d）。
　　
　　⑤脫氮效果好。由于填料表面含有較多的硝化菌和反硝化菌，因而本工藝具有良好的脫氮效果。如果配合A2/O工藝，其脫氮除磷效果更佳。
　　
　　⑥出水效果好而且穩定，特別適用于城鎮污水二級出水的回用水處理工藝過程中。配合接觸沉淀工藝，其出水COD可以降低到50mg/l以下，BOD5可以降低到5mg/l以下，SS可以降低到5mg/l以下，氨氮可以降低到5mg/l以下，*可以滿足《生活雜用水水質標準》（CJ/T48-1999）的限值要求。如果應用于冷卻水的回用，可以作為生物處理預處理階段，后續增加混凝—過濾—消毒等工藝階段。
　　
　　⑦在應用方面。同接觸氧化工藝相比，省卻了填料框架，填料投加方便；同曝氣生物濾池相比，不用進行反沖洗，降低了投資費用和運行費用，運行連續穩定。
　　
　　2.2能夠解決的關鍵問題在現在的城鎮污水回用技術研究過程中，一般較多采用的是直接將二級出水進行物化處理，即加藥、混凝、過濾、消毒等工藝。在這套工藝中，由于二級出水中有機污染物濃度依然比較高，因而需要消耗大量的絮凝劑和消毒劑，而且產生了大量的化學污泥，造成了二次污染；同時操作復雜，特別是加藥程序比較難以控制。如果城鎮污水廠沒有進行脫氮除磷處理，還要面臨一個脫氮除磷的問題。如果采用生物曝氣流化池工藝+物化處理的工藝，可以解決以下幾個難題：
　　
　　①保證了出水的穩定性和出水質量。配合接觸沉淀工藝，生物曝氣流化池出水COD可以降低到50mg/l以下，BOD5可以降低到5mg/l以下，SS可以降低到5mg/l以下，氨氮可以降低到5mg/l以下，再經過消毒工藝*可以滿足《生活雜用水水質標準》（CJ/T48-1999）的限值要求，也就是說不需要后續的物化處理即可達到生活雜用水水質標準，可以直接應用于城市綠化、沖廁、洗車、掃除等。
　　
　　②減少了投藥量。由于以上原因，可以大大降低混凝劑的投加量，降低了運行成本。
　　
　　③減少了污泥量的排放。由于本工藝中產生的剩余污泥非常少，所以大大降低了污泥量的排放，降低了處理成本。
　　
　　④能夠有效的進行除磷脫氮處理。配合A2/O工藝，可以進行有效的進行脫氮除磷。
　　
　　3、生物曝氣流化池技術與其他技術效果對比
　　
　　現在將生物曝氣流化池技術與活性污泥工藝、生物接觸氧化工藝、曝氣生物濾池的處理效果做一下對比。項目生物曝氣流化池活性污泥工藝接觸氧化工藝曝氣生物濾池出水水質SS濃度和BOD濃度小于10mg/l，TKN小于15mg/l，COD小于50mg/lSS濃度小于30mg/l，若要達到15mg/l，需深度處理。
　　
　　TKN小于15mg/l，COD小于50mg/lSS濃度和BOD濃度小于10mg/l，TKN小于15mg/l，COD小于50mg/lSS濃度和BOD濃度小于15mg/l，TKN小于15mg/l，COD小于40mg/l產泥量產泥量比較小，污泥相對穩定產泥量比較大，污泥相對穩定產泥量比較小，污泥相對穩定產泥量比較大，污泥穩定性比較差污泥膨脹無可能發生無無流量變化影響有較強的耐水力沖擊負荷有一定的耐水力沖擊負荷有較強的耐水力沖擊負荷受過濾速度限制沖擊負荷影響承受沖擊負荷能力較強承受沖擊負荷能力較差承受沖擊負荷能力較強可承受日常的日沖擊負荷溫度變化影響有一定影響受低溫影響比較大受低溫影響比較大水溫波動較小，低溫運行穩定除磷脫氮能力很強可采用專門工藝較強很強水頭損失1-1.5m隨工藝1-1.5m3-3.5m污泥回流無隨工藝無無曝氣量較小隨工藝，較大較大zui小出水消毒消耗較小消耗zui大消耗較小消耗較小總運行成本zui低較大較低較低
　　
　　4、用于中水回用的工藝流程與技術參數
　　
　　4.1如果將出水回用于城市綠化等目的，其主要工藝流程如下：城鎮污水處理廠二級出水→生物曝氣流化池→接觸沉淀池→接觸消毒池→清水池→回用水提升泵→回用水管道系統。生物曝氣流化池（具有除磷脫氮功能）主要技術參數如下：BOD負荷：2kgBOD/（m3填料。d），水力停留時間：1-1.2h，氣水比：4：1，污泥回流比：無懸浮填料填充率：30%.
　　
　　4.2如果將出水回用于工業冷卻用水等目的，其主要工藝流程如下：城鎮污水處理廠二級出水→進水提升泵→生物曝氣流化池→接觸沉淀池→混合反應池→纖維球過濾器→接觸消毒池→清水池→回用水提升泵→回用水管道系統。\