生物接触氧化法的由来和发展

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1、生物接触氧化法的由来和发展邬扬善摘要：介绍生物处理的生物膜法之一，生物接触氧化法的由来、国内外兴起和发展，以及近期国内的新发展。1由来和主要特征生物接触氧化法是生物膜法的一种形式，是在生物滤池的基础上，从接触曝气法的改良、演变而来，因此有人称为“浸没式滤池法”、“接触曝气法”和“淹没式生物膜法”等等。不管业内人士曾经如何称呼，当今的生物接触氧化法，既不是原先的“浸没式滤池法”,也不是所谓的“接触曝气法”，它已经发展成一种新型生物膜法。它与其他好氧生物膜法有共同的特点是：微生物需固定在填料表面附着生长，填料可以是固定的也可以处于不规则的浮动之中，而污水则流动于填料的孔隙中，与生物膜接触

2、并进行生物氧化反应。它的不同之处是，采用浸没在水中高孔隙率、大比表面积的填料（不管其形状如何，多数都是可塑性较高的人造有机填料），为微生物附着生长提供界面的好氧性生物膜法。因其表面积大，可附着的生物量大；同时因其孔隙率大，营养物、氧的供应、代谢产物的进出，以及生物膜自身更新脱落，均较为通畅，使得生物膜能保持高的活性和较高的生化反应速率。由于接触氧化法要像活性污泥法那样不断向水中曝气供氧，以及在高负荷时丝状菌密集繁殖，常形成垂丝状生物膜，如同活性污泥一样，在水中呈立体结构，处于漂浮状态，并且在氧化池的流态及反应动力学上，接触氧化法与完全混合的活性污泥法相似，因而它兼有活性污泥法的特点。

3、但是，它又不同于其他各种浸没式生物膜法，如曝气生物滤池、气提循环反应器、三相生物流化床和生物转盘等。它与曝气滤池相比，填料的孔隙率高得多，而没有大量截留悬浮物的效能，因而不需要反冲洗操作。它有填料，但不是呈小颗粒状的，不可能有生物流化床的流态化特性，传质效率没有流化床来得高。它不同于生物转盘半浸没在水中,靠盘的转动来完成充氧与脱膜，而是完全浸没在水中，此外，还需要一套专门的供氧设备来完成充氧与脱膜搅动。它也不像气提循环反应器那样，要依靠空气提升，迫使小颗粒填料产生定向循环流动，趋于流态化，并在空气提升和向水中充氧的同时，对填料上的生物膜进行搅动脱膜。2国内外的兴起和发展早在20世纪2

4、0年代，生物接触氧化法已在美国和西德，形成为正规的污水处理方法，但那时的处理效果都不太理想，BOD去除率低。主要原因是：（1）停留时间短，一般只有0.5h左右。这样，有机物质氧化分解不彻底，致使BOD去除率低，出水BOD值高。（2）填料的表面积过小，固定生物膜量不大，使BOD负荷过高。容积负荷达7～16kg/(m3d)，面积负荷为10～22kg/(m2d)，在过大的BOD负荷下，BOD去除率自然是很低了。（3）填料构造不尽合理，易于堵塞，清扫困难，管理不方便。由于这种种原因，生物接触氧化法在20世纪的20年代，未能获得进一步的推广和应用。然而，事隔50多年后的70年代初，日本的小岛贞

5、男采用所谓的“管式接触氧化”用于受污染水源的好氧处理，取得了突破性的成功。与以往的接触氧化法相比，小岛贞男从河流自净作用出发，设想了蜂窝管式接触填料。这种填料的比表面积大孔隙率高，重量轻，强度大，脱膜容易，处理效果良好。其装置构造见图1。目前日本已将管式图1蜂窝管式接触氧化装置构造池壁中心导流筒管式蜂窝填料出水缝出水堰进气出水进水蜂窝接触氧化逐渐应用于水源水的预处理和生活污水和某些工业废水的二级和三级处理中。80年代日本政府建设省发表通告，将接触氧化法列入在小型污水处理中首先推荐采用的处理工艺。并且公布了构造准则，使接触氧化法更加通用化、规范化和系列化。1981～1985年间，日本新

6、设置的小型污水处理槽为154万台左右，而接触氧化法处理槽为81万余台，占全部装置的52.5%。由此可见，接触氧化处理技术在日本的污水处理领域中应用的广泛性。1988年3月，日本政府建设省又发出补充通告，在原有基础上提出了加以改进与完善的接触氧化处理污水工艺，使之能进一步适应除氮和减少污泥生成量的要求。这就是所谓分离式接触氧化综合处理方法和厌氧－接触氧化处理方法。从70年代到80年代日本的接触氧化法的另一个重要发展是：曝气方式由在填料侧面曝气，逐步发展到填料下的全面曝气，进一步提高了氧的利用率，促进了生物膜表面的固液之间的传质效率，以及生物膜的正常脱落更新速度，减少了生物膜管式蜂窝内的

7、堵塞现象。图2为分离式接触氧化工艺流程。这种处理流程中，原水首先流入初次沉淀池，以去除部分悬浮物。而后进入接触氧化池进行生化处理，最后进入二次沉淀池进行泥水分离，澄清水再经消毒后排放。二沉池的沉淀污泥回流到初次沉淀池或者接触氧化池，氧化池中的脱落生物膜回流到初次沉淀池。这种处理流程的特点是，污泥回流后受到进一步的好氧氧化，没有污泥排放，维护管理比较简单，适用于小型污水处理；生物接触氧化池对处理水的水量水质变化适应性较强，不会产生污泥膨胀，运转方便。消毒池二