加压生物接触氧化法处理生活污水的试验研究
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论文作者：吴慧英 黄晟 施周 周鑫辉
摘要：加压生物接触氧化法通过简单的“加压”方式有效提高了污染物去除率。处理生活污水的试验表明，当压力为0.2Mpa，停留时间为0.8小时，气水比为3-4：1时，处理出水的COD、BOD5、SS等污染物浓度可达到一级排放标准。与常压法相比，污染物去除率提高了10%-18%，停留时间仅为常规生物处理法的1/3-1/4。因此，该法具有处理效果好、处理时间短、占地少、适用性强、耐冲击负荷的特点，特别适合城镇小区生活污水处理成套设施的建设。
关键词：加压 生物接触氧化 生活污水
1、引言
随着城市的发展和城镇开发区的建设，生活污水的比重不断增大，生活污水源日益分散，大规模集中污水处理厂的建设明显滞后，为此，研究和开发处理效率高、投资省、占地少、见效快的生活污水处理技术和设备，对一部分生活污水就地处理，对加快我国城市污水处理步伐具有重要的意义。
常规的城市污水生物处理工艺由于传统供氧方式的供氧能力有限，氧转移率不高（一般为5%-15%），生物反应速率受到供氧的限制，处理设备庞大。加压生物接触氧化法[1][2]以简单易行的“加压”手段,突破了生物处理中供氧受限制的问题，从而可大大提高生物氧化池内微生物的活性，增大活性微生物的量，提高生物反应速率，缩短生物反应时间，为小型生活污水处理成套设施的建设开辟一条新的途径。
2、试验概况
2．1 试验水质
试验用生活污水取自湖南大学职工生活区下水道污水，试验期间污水水温为24℃-26℃，PH值为6.5-7.5，CODCr为149.4-496.6mg/l，BOD5为74.81-236.8mg/l，SS为118.0-249.6mg/l，NH3-N为25.7-38.7mg/l。
2．2 试验工艺流程及方法
试验工艺流程如图1所示，加压生物接触氧化反应柱为一不锈钢管，内经为80mm，有效高度1.92m，有效容积9.6升，内挂一根直径约为70mm的组合式生物填料。气体流量计和液体流量计均为LZB-4型玻璃转子流量计，空压机为ZB0.1/8型空压机。
图1 试验流程示意图
1.贮是槽 2.压力水贮罐 3.流量计 4.压力生物接触氧化柱 5.空压机 6.泥水分离器
试验时填料先在常压下培养挂膜，用污水处理厂二沉池的剩余活性污泥接种，并根据镜检生物相的变化控制挂膜条件，经7天培养后，生物膜呈黄褐色，镜检可见菌胶团质密、色泽透明，有大量钟虫，并已有一定的有机物去除率，说明生物膜已基本成熟，随即将生物填料转入压力生化柱内，加压开始正常运行，并按照《水和废水监测分析方法》中的标准方法定期取样测定CODcr、BOD5、SS、NH3-N等指标，共累计了稳定运行2个多月的试验数据进行结果分析，每一数据均为12次以上测定结果的平均值。
3、结果与讨论
3．1 压力对污染物去除效果的影响
在进水量为6l/h，水力停留时间t=1.6h，曝气强度（即气水比）为4：1的条件下，考察了不同压力对污水中CODcr、BOD5、SS去除率的影响及压力生化柱内溶解氧（DO）浓度的变化情况，试验结果见表1。
表1 不同压力（表压）下污染物去除率及反应器内溶解氧浓度
压力
(Mpa)
由表2、表3可看出，在相同的压力下，随着气水比的升高，反应器内溶解氧浓度升高，污染物去除率也随之升高；在不同的压力条件下，为使污染物达到一定的去除率，使处理出水中COD、BOD、SS等主要污染物达到污水综合排放一级标准，所需气水比是不同的，压力越高，所要求的气水比就越小。试验表明，气水比的选择主要由反应器内溶解氧浓度决定，当溶解氧浓度达到某一值（4.5mg/l以上）以后，再加大气水比，污染物的去除率增加不多，而当气水比过小时（如当压力P=0.2Mpa，气水比为2.5：1时），反应器内溶解氧浓度及污染物去除率都会明显下降，这再一次说明压力生物反应器能提高生活污水中污染物去除效果的关键之一在于溶解氧浓度的提高。因此，实际应用中应根据水质情况，综合考虑运转费用和处理效果，以溶解氧作为控制参数来选择合适的工作压力和气水比，运行中也可通过调节压力和气水比来满足生物氧化对溶解氧的要求。所以，这种压力生物接触氧化装置能适应水质、水量的变化，耐冲击负荷。试验表明，在压力为0.2-0.3Mpa范围内，采用气水比为3-4：1时，能使反应器内溶解氧浓度维持在4.5mg/l以上，经生化处理后水中主要污染物可达到污水综合排放一级标准。
3．3 停留时间对污染物去除效果的影响
在压力为P=0.2Mpa，气水比为4：1的条件下，考察了不同水力停留时间对污染物去除率的影响，结果见表4。
表4 不同停留时间下污染物的去除率
时间（h）