流動(dòng)床生物膜反應(yīng)器污水處理技術(shù)

1、流動(dòng)床生物膜反應(yīng)器污水處理技術(shù)Dirty W ater Treatment T echnique for Biomembrance Reflector on Floating Bed 張文虎(國(guó)家電力公司電力建設(shè)研究所, 北京市,100055摘要流動(dòng)床生物膜反應(yīng)器污水處理工藝可用于處理城市生活污水, 高濃度C OD cr 的工業(yè)廢水, 要求硝化和脫氮的廢水等。該工藝所用載體為橡膠膠粒, 使得反應(yīng)器內(nèi)部保持較高的微生物量。運(yùn)行時(shí), 進(jìn)水水流和曝氣氣流在反應(yīng)器內(nèi)形成逆流, 由于載體相互碰撞, 增大了氣、水接觸面積; 并且池內(nèi)載體在反應(yīng)器內(nèi)部形成循環(huán)流動(dòng), 極大地提高了氧利用率, 有利于氧的轉(zhuǎn)移,

2、使其生物活性較高。該工藝在生活污水處理工程、電廠污水處理回用工程、高濃度苯酚廢水處理工程中得以應(yīng)用, 具有投資省、占地少、處理能力強(qiáng)、處理效果好、不需要初次沉淀池等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞污水處理流動(dòng)床生物膜反應(yīng)器工程應(yīng)用電力建設(shè)研究所與韓國(guó)S AM K W ANG 公司合作研制的Bio -Sac 流動(dòng)床生物膜污水處理系統(tǒng)分別在北京燕山石化公司的工業(yè)廢水處理、山西侯馬電廠城市污水回用項(xiàng)目中進(jìn)行了11個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn), 出水水質(zhì)完全滿足工程要求:C ODcr小于20mg L , BOD 5接近0,NH 3-N 小于0. 8mg L 。目前, 山西侯馬電廠利用此項(xiàng)技術(shù)的城市污水回用項(xiàng)目正在施工中。下文將詳細(xì)闡述

3、Bio -Sac 流動(dòng)床生物膜法處理污水技術(shù)。1工藝簡(jiǎn)介污水處理技術(shù), 按照其作用原理, 可分為物理法、化學(xué)法和生物法3類。在對(duì)城市污水的處理技術(shù)中, 又以生物法為主要手段。污水的生物處理, 就是利用微生物的新陳代謝功能, 使污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì), 使污水得以凈化。1. 1生物處理的方法目前生物處理法的工藝主要有:活性污泥法:這是當(dāng)前我國(guó)使用較為廣泛的一種生物處理法。其主要原理是將空氣連續(xù)鼓入曝氣池的污水中, 經(jīng)過一段時(shí)間, 污水中形成大量好氧微生物的絮體活性污泥。生活在活性污泥上的微生物以污水中的有機(jī)物為養(yǎng)料, 獲得能量, 并不斷增生, 有機(jī)物被去除,

4、污水得以凈化。生物膜法:其主要原理是污水連續(xù)經(jīng)過裝有 固體填料的容器時(shí), 會(huì)在填料上形成污泥狀的生物膜, 生物膜上繁殖有大量的微生物, 能夠起到凈化效果。生物膜法有多種處理形式, 如生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化及流動(dòng)床生物膜處理等。1. 2Bio -Sac 處理工藝流程Bio -Sac 處理工藝典型流程如圖1所示 。圖1Bio -S ac 典型流程1. 3Bio -Sac 的特點(diǎn)Bio -Sac 和傳統(tǒng)的生物接觸池有著不同的運(yùn)行原理, 它的主要特點(diǎn)為:1. 3. 1在運(yùn)行時(shí), 進(jìn)水水流和曝氣氣流在反應(yīng)器內(nèi)形成逆流, 增大了氣、水接觸面積; 并且, 池內(nèi)載體填料在反應(yīng)器內(nèi)部由于導(dǎo)流板的作用形

5、成循環(huán)流動(dòng)運(yùn)動(dòng), 這樣就極大地提高了氧利用率, 有利于氧的轉(zhuǎn)移。1. 3. 2反應(yīng)器內(nèi)填料載體相互激烈碰撞的運(yùn)行方式, 克服了傳統(tǒng)接觸池在運(yùn)行一段時(shí)間后, 由于生物收稿日期:2000-10-24表1Bio -S ac 工藝和傳統(tǒng)活性污泥法在各行業(yè)廢水處理中的性能比較廢水類型原水水質(zhì)情況原水BOD 5-1出水BOD 5-1去除率%Bio -Sac停留時(shí)間h活性污泥法停留時(shí)間h城市污水150300<10>921. 58造紙廢水(白水 200450<15>921. 58石化污水500800<30>922. 228食品工業(yè)8001200<30>971.

6、524膜過厚脫落造成的階段性出水水質(zhì)變差的缺點(diǎn)。并且, 這種激烈碰撞的方式, 非常有利于水體中污染物在生物膜上的傳遞速率, 提高了處理效率。1. 3. 3反應(yīng)器內(nèi)所用載體填料為粒徑10mm 左右的橡膠膠粒, 它的比表面積可達(dá)4500m 2m 3, 使得反應(yīng)器內(nèi)部保持較高的微生物量。由于運(yùn)行時(shí)填料間相互碰撞, 使得載體表面生物膜較薄, 其生物活性相對(duì)較高。1. 3. 4由于填料的多孔性, 它與傳統(tǒng)填料相比更易掛膜, 在初期運(yùn)行和檢修后運(yùn)行時(shí), 極易恢復(fù)正常運(yùn)行, 一般只需23天。另外, 由于其大的比表面積, 使得各菌種在填料上有著明顯的分層分布, 由外向里分別為好氧菌種、兼氧菌種、厭氧菌種, 這

7、種菌種的多元化有利于提高處理效率, 縮短污水處理時(shí)間。1. 3. 5Bio -Sac 反應(yīng)器的出水, 經(jīng)脫氣、絮凝, 在沉淀池內(nèi)進(jìn)行泥水分離。如在反應(yīng)器處理后的出水中加入一定量的鐵鹽, 可以有效地提高污泥活性, 改善污泥沉降性能。這種工藝突破了傳統(tǒng)將生物二級(jí)處理和三級(jí)深度處理相分離的界限, 這在污水處理后回用的工程中將大大節(jié)省占地和基建投資。但是否需要加藥, 可根據(jù)具體水質(zhì)條件決定。1. 3. 6Bio -Sac 工藝可和其他工藝組合使用, 也可對(duì)已有污水處理的老廠進(jìn)行包括提高水質(zhì)及提高處理能力等方面的技術(shù)改造。1. 3. 7Bio -Sac 工藝具有多種凈化功能, 除對(duì)有機(jī)污染外, 還可對(duì)N

8、H3-N 、T -P 等有很好的去除效果。1. 3. 8該成套設(shè)備由于具有較高的處理效率和緊湊的結(jié)構(gòu), 使處理設(shè)備的占地面積僅為傳統(tǒng)設(shè)備的1418。2有機(jī)污染物的處理性能Bio -Sac 工藝可用于處理生活污水、高濃度C OD cr 的工業(yè)廢水、要求深化處理(硝化和脫氮 或飲用水的處理等。在裝填有生物載體的反應(yīng)器內(nèi), 由于有大量的生物膜微生物和混合液中的微生物共同 分解污染物質(zhì), 從而大大提高了分解污染物質(zhì)的能力, 反應(yīng)器內(nèi)混合液固體濃度M LSS 可達(dá)到20000 mg L 。由于加快分解了水中污染物, 使BOD 5處理負(fù)荷每天可達(dá)到1. 020kg m 3, 是活性污泥法處理量的10倍以上

9、, 可在很短的時(shí)間內(nèi)處理大量的廢水。Bio -Sac 工藝和傳統(tǒng)活性污泥法在各行業(yè)廢水處理中的性能比較見表1。Bio -Sac 生物處理技術(shù)與活性污泥法的比較見表2。表2Bio -S ac 生物處理技術(shù)與活性污泥法的比較項(xiàng)目Bio -Sac 活性污泥預(yù)處理懸浮物含量小于5000mg L , 油含量小于50mg L 不需預(yù)處理一般都需要預(yù)處理M LSS (mg L -1 2000020003000 BOD 5處理量kg (m 3d -11200. 30. 9曝氣停留時(shí)間h 一般12一般412延時(shí)26延時(shí)1640適應(yīng)性低濃度、高濃度BOD 5均可低濃度BOD 5微生物種類好氧、兼氧、厭氧均有,污泥

10、量較少好氧微生物, 污泥量較多3特種填料3. 1載體的作用與組成載體在生物膜工藝處理中的作用非常重要, 填料的比表面積大, 可提供較大的生物棲息空間, 使得大量的生物得以附著生長(zhǎng); 并且填料對(duì)氣泡起到切割、阻擋和吸附的作用, 使氣泡的停留時(shí)間和氣、液接觸表面積增加, 加快氧的轉(zhuǎn)移速率, 提高了傳質(zhì)效果和對(duì)氧的吸收能力, 從而減少曝氣量, 節(jié)省了能源和設(shè)備容量。韓國(guó)S AM K W ANG 公司在流動(dòng)床生物膜反應(yīng)器內(nèi)使用的填料為80%的舊輪胎粉末和20%的其他物質(zhì)相攪拌, 并壓縮形成直徑為510mm 的顆粒。該載體裝填在反應(yīng)器內(nèi), 由于比表面積很大, 使生物膜微生物在載體上得以大量繁殖、附著,

11、為高活性微生物提供了增殖機(jī)會(huì)。3. 2載體的特點(diǎn)這種橡膠載體有如下特點(diǎn):(1 比表面積大(40004500m 2m 3 , 是一般傳統(tǒng)填料的510倍。(2 有很好的耐化學(xué)腐蝕性和耐磨性。(3 質(zhì)輕、松散容重小, 空隙率高。(4 在實(shí)際運(yùn)行時(shí), 一次性添加后無需補(bǔ)充, 大大節(jié)省了水廠的運(yùn)行費(fèi)用。在裝填有生物載體的反應(yīng)器內(nèi), 由于大量的生物膜微生物和混合液中的微生物共同分解污染物質(zhì), 從而大大提高了分解污染物質(zhì)的能力, 可使M LSS 達(dá)到20000mg L , 加快了分解速率。反應(yīng)器體積的20%30%被由廢胎載體組成的直徑為510 mm 的橡膠顆粒填充, 該載體的比表面積比國(guó)內(nèi)常規(guī)載體的比表面積

12、要大得多, 并具有很好的彈性、耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性。由于其密度較小, 所以流動(dòng)床循環(huán)時(shí)所需的氣量少, 減小了能源消耗。4污泥產(chǎn)量污泥產(chǎn)量表示去除單位重量BOD5所產(chǎn)生的污泥量。污泥產(chǎn)量可用下式計(jì)算:W AS P =Y H Q (S O -S (1+K H ×SRT -ET (1式中YH 系數(shù), 為0. 5;KH 內(nèi)源衰減率, 為0. 046;SO 原水BOD 5值, 為100mg L ;S 出水BOD5值, 為10mg L ;ET 原水的SS ;SRT 污泥泥齡。由上式可看出, 污泥產(chǎn)量與進(jìn)水SS 、BOD5和污泥泥齡有著密切的關(guān)系(在不考慮氨、氮的情況下 。Bio -Sac 工藝由于

13、它的泥齡長(zhǎng), 可達(dá)810天, 所以它的產(chǎn)泥量很小, 以處理量為12000m 3h 的城市污水為例, 它的污泥產(chǎn)量只有20kg h 。5工程實(shí)例5. 1生活污水處理工程G ugal 項(xiàng)目是一個(gè)生活污水處理廠, 設(shè)計(jì)容量為3000m 3d , 但目前的實(shí)際污水流量不大, 實(shí)際運(yùn)行 流量為8001000m 3d , 所設(shè)置的3臺(tái)Bio -Sac 反應(yīng)器只運(yùn)行了1臺(tái)。污水廠的另外2臺(tái)反應(yīng)器正在調(diào)試中, 不久將投入運(yùn)行?；厩闆r如下:項(xiàng)目名稱為G ugal 生活污水處理站; 地理位置在韓國(guó)G yheung ; 處理水量為3000m 3d ; 投運(yùn)時(shí)間為2000年3月。本項(xiàng)目采用了基本型Bio -Sac

14、生物工藝, 后面設(shè)置了砂濾、活性碳過濾、加氯殺菌等工藝。系統(tǒng)流程如圖2所示 。圖2生活污水處理系統(tǒng)流程其中, 污水在Bio -Sac 反應(yīng)池停留時(shí)間為2. 4 h 。在澄清池前設(shè)計(jì)有凝聚劑和助凝劑加藥裝置, 但在實(shí)際運(yùn)行時(shí)沒有加藥。該裝置設(shè)有計(jì)算機(jī)集中控制裝置, 全系統(tǒng)可以自動(dòng)運(yùn)行。設(shè)計(jì)進(jìn)水與出水水質(zhì)和實(shí)際運(yùn)行的典型水質(zhì)如表3所示。表3生活污水處理設(shè)計(jì)進(jìn)水、出水和實(shí)際運(yùn)行的典型水質(zhì)項(xiàng)目進(jìn)水(mg L -1設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)行出水(mg L -1設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)行去除率%設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)行COD Mn 1257515. 813. 58782 BOD 51501157. 65. 89595 SS 1501105. 3

15、7. 69693 T -N 356. 382 T -P 5. 02. 060運(yùn)行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:一般監(jiān)測(cè)BOD5、C OD cr 、SS 、TK N 、NH 3-N 、T -P 、PO 4-P 、NO -2、NO -3、PH 、堿度、導(dǎo)電度。測(cè)量頻率:每天2次。其他情況:當(dāng)?shù)氐哪昶骄畹蜌鉁貫?10, 極端最低溫度為-20。這套系統(tǒng)容器設(shè)備的外壁都沒有保溫, 管道一般都有保溫層。從1999年10月底調(diào)試運(yùn)行到2000年春天的這段時(shí)間在冰凍方面沒出現(xiàn)問題。5. 2侯馬電廠污水處理回用工程試驗(yàn)山西侯馬發(fā)電廠利用城市污水為水源, 經(jīng)生物二級(jí)處理和深度處理后回用作為電廠循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水。該試驗(yàn)為中試規(guī)模,

16、出水量:0.41t h 。設(shè)計(jì)進(jìn)水與出水水質(zhì)和實(shí)際運(yùn)行的典型水質(zhì)如表4所示。圖3為NH 3-N 的處理效率曲線。表4城市污水電廠回用設(shè)計(jì)進(jìn)水、出水和實(shí)際運(yùn)行的典型水質(zhì)項(xiàng)目進(jìn)水(mg L -1 設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)行出水(mg L -1 設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)行去除率%設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)行COD cr 20023030268588. 7BOD 5100110109. 99091SS1007020148080NH 3-N 303631. 89095 圖3NH 3-N的處理效率曲線 圖4燕山高濃度苯酚廢水處理試驗(yàn)工藝流程Bio -Sac 生物二級(jí)處理系統(tǒng)對(duì)NH 3-N 的去除效率較高, 平均達(dá)到了90%以上, 而且出水水質(zhì)穩(wěn)定,

17、 好于設(shè)計(jì)要求3mg L 的指標(biāo)。5. 3燕山高濃度苯酚廢水工程處理試驗(yàn)該試驗(yàn)的廢水為苯酚生產(chǎn)車間生產(chǎn)苯酚時(shí)蒸餾后的廢液, 試驗(yàn)處理量為24m 3d , 于1999年9月開始試驗(yàn)?；厩闆r如下:試驗(yàn)水量為24m 3d ; 試驗(yàn)時(shí)間為1999年9月2000年1月。本項(xiàng)目采用了基本型Bio -Sac 處理工藝, 系統(tǒng)流程如圖4所示。表5高濃度苯酚廢水實(shí)際運(yùn)行的典型水質(zhì)項(xiàng)目進(jìn)水(mg L -1出水(mg L -1 去除率%COD cr 60001000020040096BOD 54000700020030095SS 10040010030095. 7T -P 2. 60. 770Oil40100&l

18、t;592苯酚300500<10976結(jié)束語綜上所述,Bio -Sac 流動(dòng)床生物膜反應(yīng)池實(shí)現(xiàn)了活性污泥法和生物膜法工藝的結(jié)合。它采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu), 便于載體和污泥中微生物循環(huán); 反應(yīng)器內(nèi)可增加反應(yīng)槽內(nèi)微生物的數(shù)量, 能為微生物提供較大的生存空間, 提供繁殖氮化微生物的場(chǎng)所(載體表面 ; 使附著在載體表面的污泥SRT 延長(zhǎng), 硝酸微生物的繁殖良好; 可提高氧氣轉(zhuǎn)移率和增加M LSS 的濃度, 縮短處理時(shí)間和提高處理效率。此項(xiàng)技術(shù)在韓國(guó)經(jīng)過了近20年的發(fā)展與完善, 在實(shí)踐中經(jīng)受了運(yùn)行的考驗(yàn), 得到了越來越多的應(yīng)用, 是一項(xiàng)較成熟、先進(jìn)的生物處理技術(shù), 值得在我國(guó)廢水處理中引進(jìn)推廣。外國(guó)公司與我國(guó)公司在法律上是如何界定的外國(guó)公司是相對(duì)本國(guó)公司而言的, 區(qū)分二者的關(guān)鍵在于公司國(guó)籍的確定。凡是具有本國(guó)國(guó)籍的公司為本國(guó)公司, 凡是具有外國(guó)國(guó)籍的公司為外國(guó)公司。至于公司國(guó)籍的確定標(biāo)準(zhǔn), 有多種不同的立法和學(xué)說。然而, 根據(jù)我國(guó)法律的規(guī)定, 凡是依我國(guó)法律被批準(zhǔn)登記成立的公司為我國(guó)公司, 是中國(guó)法人。在我國(guó)