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生物濾池
一、概述及原理:
生物濾池是以土壤自凈原理為依據(jù),在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上,經(jīng)較原始的間歇砂濾池和接觸濾池而發(fā)展起來的人工生物處理技術(shù)。在生物濾池中,污水通過布水器均勻地分布在濾池表面,在重力作用下,以滴狀噴灑下落,一部分被吸附于濾料表面,成為呈薄膜狀的附著水層,另一部分則以薄膜的形式滲流過濾料,成為流動水層,最后到達(dá)排水系統(tǒng),流出池外。污水流過濾床時,濾料截留了污水中的懸浮物,同時把污水中的膠狀和溶解性物質(zhì)吸附在自己的表面,其中的有機(jī)物被微生物利用以生長繁殖,這些微生物又進(jìn)一步吸附了污水中呈懸浮、膠體和溶解狀態(tài)的物質(zhì),逐漸形成了生物膜。生物膜成熟后,棲息在生物膜上的微生物即攝取污水中的有機(jī)物作為營養(yǎng),對污水中的有機(jī)物進(jìn)行吸附氧化作用,因而污水在通過生物濾池時能得到凈化。生物濾池中污水的凈化過程是很復(fù)雜的,它包括污水中復(fù)雜的傳質(zhì)過程、氧的擴(kuò)散和吸收、有機(jī)物的分解和微生物的新陳代謝等各種過程。在這些過程的綜合作用下,污水中有機(jī)物的含量大大減少,水質(zhì)得到了凈化。
二、工藝形式:
由于填料革新、工藝運(yùn)行的改善,生物濾池由低負(fù)荷向高負(fù)荷發(fā)展,現(xiàn)有的主要類型為普通低負(fù)荷生物濾池與高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池以及曝氣生物濾池等。
1、普通生物濾池,又叫滴濾池,是生物濾池早期出現(xiàn)的類型,即第一代的生物濾池。一般適用于處理每日污水量不高于1000m3的小城鎮(zhèn)污水或有機(jī)性工業(yè)廢水。普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)四部分組成。其主要優(yōu)點(diǎn)是:
(1)處理效果好,BOD的去除率高達(dá)90%~95%,出水BOD可下降到25mg/L以下。
(2)出水水質(zhì)穩(wěn)定,硝酸鹽含量在10mg/L左右。
(3)出水所帶出的固定物數(shù)量少且不連續(xù),無機(jī)化程度高,具有較好的沉淀性能。
(4)二沉池污泥呈黑色,氧化良好。
(5)運(yùn)行穩(wěn)定、易于管理、節(jié)省能源。
主要缺點(diǎn)是:占地面積大、不適于處理量大的污水,濾料易于堵塞,當(dāng)預(yù)處理不夠充分、或生物膜季節(jié)性大規(guī)模脫落時,都可能使濾料堵塞,濾池表面生物膜積累過多,易于產(chǎn)出濾池蛆,惡化環(huán)境衛(wèi)生。
2、高負(fù)荷生物濾池高負(fù)荷生物濾池是生物濾池的第二代工藝,它是在解決、改善普通生物濾池在凈化功能和運(yùn)行中存在的實(shí)際弊端的基礎(chǔ)上而開創(chuàng)的。高負(fù)荷生物濾池大幅度地提高了濾池的負(fù)荷率,其BOD容積負(fù)荷率高于普通生物濾池6~8倍,水力負(fù)荷率則高達(dá)10倍。高負(fù)荷生物濾池實(shí)現(xiàn)高濾率是通過限制進(jìn)水BOD值和在運(yùn)行上采取處理水回流等技術(shù)措施而達(dá)到的,進(jìn)入高負(fù)荷生物濾池的BOD值必須低于200mg/L,否則用處理水回流加以稀釋。
3、塔式生物濾池塔式生物濾池簡稱濾塔,屬第三代濾池。其內(nèi)部通風(fēng)情況非常良好,污水從上向下滴落,水流紊動強(qiáng)烈,污水、空氣、濾料上的生物膜三者接觸充分,充氧效果良好,污染物質(zhì)傳質(zhì)速率快,這些現(xiàn)象都非常有助于有機(jī)污染物質(zhì)的降解,是塔式生物濾池的獨(dú)特優(yōu)勢。這一優(yōu)勢使塔式生物濾池具有以下各項主要工藝特征,并且得到較為廣泛的應(yīng)用。
(1)高負(fù)荷率,塔式生物濾池的水力負(fù)荷率可達(dá)到80~200m3/(m2.d),為一般高負(fù)荷生物濾池的2~10倍,BOD容積負(fù)荷率達(dá)1000~2000gBOD(m3.d),較高負(fù)荷生物濾池高2~3倍,高額的有機(jī)物負(fù)荷率使生物膜生長速度,高額的水力負(fù)荷率又使生物膜受到強(qiáng)烈的水力沖刷,從而使生物膜不斷脫落、更新。因此塔式生物濾池內(nèi)的生物膜能夠經(jīng)常保持較好的活性,但是,生物膜生長過速,易于產(chǎn)生濾料的堵塞現(xiàn)象。對此,將進(jìn)水的BOD值控制在500mg/L下,否則需采取處理水回流稀釋措施。
(2)濾層內(nèi)部的分層,塔濾濾層內(nèi)部存在著明顯的分層現(xiàn)象,在各層生長繁育著種屬各異,但適應(yīng)流至該層污水特征的微生物群集,這種情況有助于微生物的增殖、代謝等生理活動,更有助于有機(jī)污染物的降解、去除。由于具有這種分層現(xiàn)象的特征,塔濾能夠承受較高的有機(jī)污染物的沖擊負(fù)荷,對此,塔濾常用于作為高濃度工業(yè)廢水二級生物處理的第一級工藝,較大幅度的去除有機(jī)污染物,以保證第二級處理技術(shù)保持良好的凈化效果。
4、曝氣生物濾池
曝氣生物濾池簡稱BAF,該技術(shù)起初用作三級處理,后發(fā)展成直接用于二級處理。該工藝處理負(fù)荷高,廣泛應(yīng)用于生活污水、生活雜排水和食品加工、釀造和造紙等工業(yè)廢水處理中。其具有以下特征:用粒狀填料作為生物載體,如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等;區(qū)別于一般生物濾池及生物濾池塔,在去除BOD、氨氮時需進(jìn)行曝氣;高水力負(fù)荷、高容積負(fù)荷、水力停留時間短及高的生物膜活性;具有生物氧化降解和截留SS的雙重功能,生物處理單元之后不需要再設(shè)二次沉淀池;需定期進(jìn)行反沖洗,清洗濾池中截留的SS,同時更新生物膜。