1、生物接觸氧化法與曝氣生物濾池的異同點以及應用1.生物接觸氧化法特點生物接觸氧化法是一種兼有活性污泥法和生物膜法特點的一種新的廢水生化處理法。這種方法的主要設備是生物接觸氧化濾地。在不透氣的曝氣地中裝有焦炭、礫石、塑料蜂窩等填料，填料被水浸沒，用鼓風機在填料底部曝氣充氧；空氣能自下而上，夾帶待處理的廢水，自由通過濾料部分到達地面，空氣逸走后，廢水則在濾料間格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面，不隨水流動，因生物膜直接受到上升氣流的強烈攪動，不斷更新，從而提高了凈化效果。生物接觸氧化法具有處理時間短、體積小、凈化效果好、出水水質好而穩定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優點。 具有活性污泥法的優

2、點，輔以機械設備供氧，生物活性高，泥齡短；耐沖擊負荷能力強能分解其它生物處理難分解的物質6。生物膜只能自行脫落，剩余污泥不易排走，滯留在濾料之間易引起水質惡化，影響處理效果。2.曝氣生物濾池的特點曝氣生物濾池充分借鑒了污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設計思路，集曝氣、高濾速、截留懸浮物、定期反沖洗等特點于一體四。其主要工藝特點為：(1)用比表面積較大粒狀濾料作為生物載體如陶粒、瓷粒、焦炭、石英砂、活性炭、聚苯乙烯濾料等，可在濾料表面保持較高的生物量易于掛膜且穩定運行，但濾料密度的選擇不慎或運行時參數不合適會造成濾料隨出水或反沖洗出水流失：(2)生物相復雜，菌群結構合理，反應器內具有明顯的空間梯

3、度特征能耐受較高的有機和水力沖擊負荷不同的污染物可以在同一反應器被漸次去除同步發揮生物氧化作用、生物吸附絮凝和物理截留作用，出水水質好。可滿足回用要求。由于大量的微生物附著生長在粗糙多孔的粒狀濾料內部和表面可以保持一定的微生物活性處理設施可間歇啟動運行有利于系統的恢復啟動：(3)區別于一般生物濾池及生物濾塔，在去除BOD、氨氮時需進行曝氣由于粒狀濾料層具有較高的氧轉移效率，曝氣量低運行能耗較低硝化和反硝化效率高：(4)高的生物膜活性，具有生物氧化降解和截留懸浮固體的雙重功能生物處理單元之后不需再設二次沉淀池：(5)預處理要求較高，一般要對原水進行預處理以降低進水的SS，需要如隔柵、沉砂池、初沉

4、池這樣的設施。尤其濾池在二級處理的情況下，往往要投加藥劑才能達到降低SS的要求不僅增加了運行費用，而且降低水的堿度，影響反硝化效果；(6)需定期進行反沖洗，清洗濾池中截留的懸浮固體，同時更新生物膜。國內外發展情況世界上首座曝氣生物濾池于1981年在法國投產，隨后在歐洲各國得到廣泛應用。美國和加拿大等美洲國家在20世紀80年代末引進此工藝，日本、韓國和中國臺灣也先后引進了此項技術。目前世界上較大的環保公司如法國得利滿公司、德國菲力普穆勒公司、法國VEOLIA公司均把它作為拳頭產品在全世界推廣。在中國內地，曝氣生物濾池正處于推廣階段。大連市馬欄河污水處理廠是我國第一個采用曝氣生物濾池工藝的城市污水

5、處理廠（由東北市政院設計），廣東新會東郊污水處理廠采用了水解曝氣生物濾池污水處理工藝（由中冶馬院設計）。 我國一部分工業廢水的處理也采用了此項技術。國內許多科研設計單位對曝氣生物濾池也進行了試驗研究。隨著曝氣生物濾池在世界范圍內不斷推廣和普及，很多學者在其結構形式、功能、啟動和濾料等方面進行了具體的研究，取得了很多成果。BIOSTYR工藝BIOSTYR是法國OTV公司的注冊水處理工藝技術，由于采用新型輕質懸浮填料-BIOSTYRENE（主要成分是聚苯乙烯，且比重小于1g/cm3）而得名。下面以去除BOD、SS并具有硝化脫氮功能的反應器為例說明其工藝結構與基本原理。 BIOSTYR工藝是一種上流

6、生物濾池，是一種運行可靠、自動化程度高、出水水質好、抗沖擊能力強和節約能耗的新一代污水處理革新工藝，工藝成熟高效。污水通過濾料層，水體含有的污染物被濾料層截留，并被濾料上附著的生物降解轉化，同時，溶解狀態的有機物和特定物質也被去除，所產生的污泥保留在過濾層中，而只讓凈化的水通過，這樣可在一個密閉反應器中達到完全的生物處理而不需在下游設置二沉池進行污泥沉降。 濾池底部設有進水和排泥管，中上部是填料層，厚度一般為2.53.5m，為防止濾料流失，濾床上方設置裝有濾頭的混凝土擋板，濾頭可從板面拆下，不用排空濾床，方便維修。擋板上部空間用作反沖洗水的儲水區，其高度根據反沖洗水頭而定。 該區內設有回流泵用

7、于將濾池出水泵至配水廊道，繼而回流到濾池底部實現反硝化，在不需要反硝化的工藝中沒有該回流系統。填料層底部與濾池底部的空間留作反沖洗再生時填料膨脹之用。 濾池供氣系統分兩套管路，置于填料層內的工藝空氣管用于工藝曝氣(主要由曝氣風機提供增氧曝氣)，并將填料層分為上下兩個區：上部為好氧區，下部為缺氧區。根據不同的原水水質、處理目的和要求，填料層的高度不同，好氧區、厭氧區所占比例也相應變化；濾池底部的空氣管路是反沖洗空氣管。該工藝具有如下特點：上流濾池，底部渠道進配水，頂部出水； 濾料比重小于1；穿孔管曝氣，節省設備投資和維護費；濾頭在濾池的頂部，與處理后水接觸，易于維護；重力反沖洗，無須反沖洗水泵；

8、 工藝空氣和反沖洗用氣共用鼓風機；曝氣管可布置在濾層中部或底部，在同一池中可完成硝化、反硝化功能。Biofor工藝Biofor（生物過濾氧化反應池）是得利滿水務繼滴濾池、Biodrof干式過濾系統之后的專為污水處理廠設計的第三代生物膜反應池。與其它類型的生物過濾工藝相比，Biofor主要具有下列特性： 向上流生物過濾 進水自濾池底部流向頂部，上流過濾在濾池的整個高度上持續提供正壓條件，與下向流過濾相比提供了許多優勢。 使用特制的過濾及生物膜支持煤介：Biolite生物濾料 確保獲得較高的生物膜濃度和較大的截留能力，并加長了運行周期。 高性能曝氣 Biofor采用了特制的曝氣頭：它不僅能高效的供

9、氧，而且節約能源、使用安全、易于操作和維護。 流體完全均勻的分布 空氣和水流為同向流。Biofor生物濾池的濾板配有25UB33e濾頭，該濾頭的防阻塞設計通過均勻的配水使過濾效果優化。BIOSMEDI工藝上海市政院鄒偉國等開發了一種名為BIOSMEDI的曝氣生物濾池，它采用脈沖反沖洗、氣水同向流的形式，可用于微污染源水預處理或污水深度處理。 BIOSMEDI生物濾池是上海市政工程設計研究院針對微污染原水開發的一種新型生物濾池，該濾池以輕質顆粒濾料為過濾介質，濾料比重較小，一般約在0.1左右，粒徑的大小為45mm左右，比重及粒徑的大小可根據實際需要選擇確定，這種濾料具有來源廣泛、濾料比表面積大、

10、表面適宜微生物生長、價格便宜（300500元/立方米）、化學穩定性好等一系列優點。 BIOSMEDI生物濾池原理： 濾池上部采用鋼筋混凝土板（板上采用倒濾頭出氣和水）抵制濾料的浮力及運行的阻力。在濾層下部，用混凝土板或鋼板分隔在濾層下部形成氣囊，在反沖洗時下部形成空氣室。 原水從進水閥進入氣室，通過中空管進入濾層，在濾料阻力的作用下使濾池進水均勻，空氣布氣管安裝在濾層下部，空氣通過穿孔布氣管進行布氣，經過濾層去除水中的有機物、氨氮后，出水經倒濾頭進入上部清水區域排出。 濾池反沖洗采用脈沖沖洗的方法，首先關閉進水閥及曝氣管，打開濾池下部的反沖洗氣管，在濾層下部形成一段氣墊層，當氣墊層達到一定高度

11、后，此時瞬時把氣墊層中的空氣通過閥門或虹吸的方法迅速排空，此時濾層中從上到下沖洗的水流量瞬時忽然加大，導致濾料層忽然向下膨脹，脈沖幾次后，可以把附著在濾料上的懸浮物質脫落，再打開排泥閥，利用生物濾池的出水進行水漂洗，可有效地達到清潔濾料的目的。 具有以下優點： 、較小的濾層阻力；采用氣水同向流，避免了氣水逆向流時水流速度和氣流速度的相對抵消而造成能量的浪費，另外，濾料粒徑較均勻，大大增加濾層的孔隙率，減少濾池運行時的水頭損失。、價格低、性能優的濾料；濾料具有來源廣泛、濾料比表面積大、表面適宜微生物生長、價格便宜（一般價格低于500元/立方米）、化學穩定性好；濾料比表面積大，有利于氧氣的傳質，大

12、大提高了充氧效率，布氣可采用穿孔管布氣即可，節省工程投資。 、獨特的脈沖反沖洗形式；傳統的水反沖、氣水反沖均難以奏效，該濾池采用獨特的脈沖反沖洗方式，不需要專門的反沖洗水泵及鼓風機，是一種高效、低能耗的反沖洗形式。曝氣生物濾池的應用范圍較為廣泛，其在水深度處理、微污染源水處理、難降解有機物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理中都有很好的、甚至不可替代的功能。 在低溫污水中，西寧第二污水處理廠由于冬季最低水溫約6，為了解決硝化問題，在可行性研究報告報告中就推薦了曝氣生物濾池+A2/O處理工藝。在廣東新會4萬立方米/噸污水處理廠（BOT特許權項目）項目中，首次應用于國內生活污水處理工程中并獲得成

13、功，其工藝為水解+二級曝氣生物濾池（設CN池與N池二級），該項目已經投產運行。在難降解有機物處理中，青島啤酒（徐州金波）有限公司廢水處理工程中，再用了水解酸化+曝氣生物濾池處理工藝，從運行上看，選用的工藝是滿足要求的。在中水回用中，大連馬欄河污水處理廠工程，采用的是法國得利滿A3D+BIOFOR工藝技術，出水水質達到三級標準，日處理污水12萬噸，其中4萬噸出水可回用于城市綠化，建筑施工，工業等。山西臨汾中水回用工程中，二級處理的出水作為水源，為了解決其氨氮這一指標，該工程采用曝氣生物濾池作為預處理單元。 在國內，豬場糞便污水處理工程，印染廢水處理工程，腸衣加工廢水處理工程，淀粉廢水處理工程等中

14、都有應用。問題與前景作為一種嶄新的水處理工藝曝氣生物濾池正處在推廣之中。根據目前的研究和應用情況，今后仍有很多問題有待研究： 生物膜的特點及其快速啟動的方式；生物氧化功能和過濾功能之間的相互關系；反沖洗過程中生物膜的脫落規律；進一步拓寬曝氣生物濾池的應用范圍，研究其在水深度處理、微污染源水處理、難降解有機物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理問題中如何與其他工藝相結合。 曝氣生物濾池中核心介質濾料的研究也會促進該工藝在中國的應用的范圍，BIOSTYR、Biofor兩種工藝功能比較強大，但在中國大范圍的應用仍存在問題，如專利問題，再有它們從投資上都比較大，這也阻礙了這兩種工藝在中國的大范圍的應

15、用。 所以特種濾料的的研究與生產的國產化將是曝氣生物濾池在國內大范圍的應用的關鍵。生物接觸氧化法目前我國城市污水的處理量僅為排放總量的10%左右1，大量的污水進入自然水體導致了嚴重的水環境污染，使已十分嚴重的水資源短缺狀況更加嚴峻，尤其是含有病原菌、傳染病菌的污水進入自然水體，更是給病菌的傳播創造了條件。采用生物接觸氧化法處理生活污水等有機污水的技術已相當成熟，本文介紹的生物接觸氧化法系甘肅經緯環境工程技術有限公司多年的研究成果。該生物接觸氧化法的實質之一是在池內充填經特殊加工后充滿微孔、比表面積極大的JW-填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，并以一定流速流經填料；在填料上布滿生物膜，污水與生物

16、膜廣泛接觸，在微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。另一項技術實質是采用與曝氣池相同的曝氣方法，向微生物提供其所需氧的同時氣浮除去水中的油污，并起到攪拌與混合作用。由甘肅經緯公司設計、加工的生物接觸氧化設備為GJW-S型，整套設備包括生物接觸氧化池和生物過濾沉淀池兩部分，在蘭州某生物制品研究所的生產、生活污水處理站都成功的應用了該項高效生物接觸氧化處理技術與設備，并取得了良好的處理效果。2 生物接觸氧化設備2.1 生物接觸氧化池接觸氧化池由池體、填料、支架、曝氣裝置、布水裝置及排泥管道等部件所組成。池體為矩形鋼結構，JW-填料均勻分層裝填，下部中心進水、PPR穿

17、孔管布氣，水、氣同向流動。污水處理設備運行1520d后，填料微孔發生堵塞造成接觸氧化池涌水，加大曝氣量，定期進行反沖洗。接觸氧化池構造示意見圖1。 圖1 接觸氧化池構造示意圖2.2 生物過濾沉淀池該過濾沉淀池的結構下部為沉淀區，為減小設備整體占地面積并增加沉淀體積，沉淀區設計為矩形結構，下部設置排泥管，將沉淀區污泥排出。在濾池上部裝填一定量粒徑較小的JW-濾料，濾料表面生長著高活性的生物膜，使濾池系統具有較好的抗沖擊負荷能力，污水流經時，利用濾料的高比表面積帶來的高濃度生物膜的氧化降解能力對污水進行快速凈化。最上部裝填一定量的石英砂，截留污水中的懸浮物，且保證脫落的生物膜不會隨水流漂出。運行一

18、定時間后，隨著生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜及濾料上截留的雜質不斷增加，濾料水頭損失增大，需對濾池進行反沖洗，以釋放截留的懸浮物以及更新生物膜，此為反沖洗過程。生物過濾沉淀池特點為需定量曝氣、高過濾速度、截留懸浮物、定期反沖洗。過濾沉淀池構造示意見圖2。圖2  過濾沉淀池構造示意圖  制漿造紙廢水含有大量的纖維素及其分解產物（低分子量的半纖維素，甲醛、乙酸、糖類等易生物降解的有機物）、多量的腐植酸、木素、蠟質、無機鹽等有機污染物，這些有機污染物占化纖行業總污水CODcr的5060，是制漿造紙廢水治理的關鍵。由于這類廢水有機物污染負荷高, CODcr高達10000-

19、20000mg/l，應首先通過物化方法將CODcr降到3000以下，再通過兼、好氧的方法將廢水處理達到國家排放標準。         1 工藝流程         根據制漿造紙廢水具有CODcr濃度高、色度大的水質特點，確定的處理工藝流程如下：車間廢水首先進入調節池進行均質均量，經調節后的廢水由泵提升至兼氧池。由于廢水中含有諸多難生物降解的物質，而廢水色度的去除首先應破壞有機物的帶色基團，本工藝采用兼氧、好氧生物處理工藝，就是

20、利用兼氧菌將廢水中的大分子有機物分解為低分子有機物，同時利用兼氧菌的水解作用破壞大分子有機物的有色基團，提高廢水的可生化性，然后在好氧池中利用好氧菌的同化和異化作用將兼氧菌所分解的產物進行降解，從而達到脫色、去除COD的目的。由于生化處理出水中夾帶諸如脫落的生物膜等難以沉降的懸浮物，故采用二次沉淀的方法以進一步提高處理效果。         2 構筑物及設備         處理構筑物及其主要設備有調節池、兼氧池、好氧池和二沉

21、池。         2.1兼氧、好氧池 兼氧、好氧生物處理工藝采用生物膜法，中心處理構筑物是接觸氧化池，該池由池體、填料、布水和布氣裝置等組成。 池體形式 本處理系統采用直流式接觸氧化池，這是一種底部同時進水與進氣的接觸氧化池，在填料上產生液流，生物膜受上升的水流、氣流的強烈攪拌而加速更新，使其保持較高生物活性，同時又能克服填料的堵塞現象。另外上升氣流撞擊填料使氣泡破裂，增加了接觸面積，提高了氧的轉移效率。 填料 填料是生物膜生長的載體，是接觸氧化的核心部位，它直接影響生物接觸氧化處

22、理的效能。本系統的接觸氧化池采用的是新型纖維組合填料。 布水 生物接觸氧化池的進水必須均布填料層，使廢水、空氣、生物膜三者之間相互接觸。布水管采用穿孔管，孔徑為5 mm，間距為20cm。 布氣 生物接觸氧化池的布氣主要有三個作用，即充氧、攪拌，防止填料層的堵塞和促進生物膜更新。本處理系統供氣選用新型三葉羅茨風機，曝氣設備采用微孔曝氣軟管以保證并提高氧的轉移率。         2.2 二沉池 對于生化處理后出水中難以沉降等脫落生物膜，采用二次沉淀的處理方法加以去除，

23、可以進一步提高出水水質。         3 細菌的培養與馴化         3.1接種污泥 接種污泥取用某污水處理廠二沉池后經脫水的剩余污泥，兼氧和好氧兩池所接種的活性污泥量共計8 噸。         3.2溫度和pH值 對于生化處理過程，一般認為水溫在23 30 時最好。考慮到企業所排放污水

24、的實際水溫，調試過程中盡量使得污泥菌種在實際水溫下生長。排放的廢水PH值在6.5左右，調試中發現生化系統出水pH值在7以上，說明生化系統對廢水的pH值調節性能良好。 3.3 微生物的營養 微生物的新陳代謝需要一定比例的營養物質，除了BOD5表示的碳源外，還需要氮、磷和其他微量元素。制漿廢水則往往缺乏某些關鍵的元素如氮和磷。在調試過程中，可補充尿素和磷酸二氫鉀來補充細菌需要的氮和磷。一般對氮、磷的需要量可根據BOD5:N:P=100：5：1加以控制。         3.4溶解氧

25、0;生化系統采用兼氧和好氧兩個系統。所謂兼氧系統采用間歇曝氣方法，一般每日曝氣8h以維持兼氧池DO為0.5mg/L，曝氣的同時起到水力攪拌和兼氧生物膜的強制剝落更新作用。好氧系統則采用連續曝氣方式，溶解氧濃度控制在2mg/L左右。         3.5進料方式 調試初期，生化系統所承受的有機負荷應低一些，采用間歇悶曝和連續進水兩種方式交替進行調試。進入兼氧池和好氧池的污水按比例逐步增加，同時啟動好氧池的回流泵進行回流處理，直至整個系統CODcr去除率基本穩定。         3.6水力負荷和沖擊負荷 啟動時水力負荷宜低，否則可能造成污泥流失，影響填料生物膜的生長。調試過程中既不宜突然提高負荷，也不宜長期穩定在低負荷下進行，應在出水污泥濃度及去除率都較高的條件下逐漸提高負荷。當兼氧池填料CODcr負荷達到1.6 kg/m3*d；好氧池填料CODcr負