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1、环 境 工 程2003年2月第21卷第1期13二段生物接触氧化法处理生活污水周海东 刘勤亚江 燕(中国矿业大学环境与测绘学院,徐州221008)(大屯煤电集团公司徐庄煤矿,徐州221016)摘要 主要分析了二段生物接触氧化法处理机理及其主要工艺参数设计;列举了其在处理生活污水中的应用,并将该法与普通活性污泥法处理情况作比较。二段生物接触氧化法处理效果稳定,体积负荷高,处理时间短,占地面积小,运行操作管理简便,特别适用于厂矿企业及小城镇的生活污水处理。对生活污水而言,CODCr去除率可达80%,BOD5去除率可达85%,水力停留时间只需015～1h。关键词 生物接触氧化法
2、 生活污水 活性污泥1 引言二段生物接触法又称二氧二沉法,污水经2座氧化池,增加了与填料接触次数,同时每1座氧化池的流态基本上属于完全混合型,可以提高生化效率,缩短生物氧化时间,适应原水水质的变化,使处理水水质趋于稳定。另外,二段法的二沉池可以弥补中间沉淀池的不足,进一步改进处理水水质。二段法是常用的生物接触氧化法。本文探讨了二段生物接触氧化法的机理及其主要的设计参数,列举了该法在处理生活污水中的应用;并图1 生物膜基质降解将该法与普通活性污泥法作比较,指出了该法的优点。L———附着层液膜厚度,cm;Si———生物膜内厌氧层厚度。2 二段生物接触氧化法处理机理基质在生物
3、膜内传质可用Fick第二定律表示:2生物接触氧化法的主要构筑物是生物接触氧化9Sm9Sm=Dm2(2)9td9Z池。在池中,在溶解氧与食物都满足微生物生长的条2式中 Dm———生物膜内基质分子扩散系数 cmPh。件下,微生物在填料上繁殖形成生物膜,从而可利用之进行污水处理。Z———自生物膜表面,基质在生物膜内扩散距离 cm。对于生物接触氧化池中微生物生长和基质利用过程可以解释如下[1,2]:(1)和(2)式相加得出生物膜内任一点处总9SmP假设生物膜是均质的细菌层,在生物膜内仅沿Z9t。由假设,基质浓度是稳态的,即:9SmP9t=0,则得2方向有基质浓度的变化;除一种基
4、质外,其它营养物9SmKXmSm(3)Dm=2=9ZKs+Sm质都保证微生物正常生长需要,如图1。对于生物膜内任一微分单元,由质量定律可得:在生物膜内任一点处基质去除遵循Monod方程:生物净增长=生物进入量+生物生长增加量-9Sm-KXmSm=K(1)生物自身氧化量-生物排出量;9tus+Sm可认为生物进入量和生物排出量为0,则可得:式中 Sm———膜内任一点处的基质浓度 mgPL;生物净增长率=生物生长增加速率-细菌自身Xm———生物密度 mgPL;氧化分解速率;Ks———饱和常数 mgPL;9(AXmdz)KSmAXmdz即:=Y-bAXmdz(4)K———最大比
5、基质利用速率 1Ph;9tKs+Smt———时间h。式中 Y———产率系数;环 境 工 程142003年2月第21卷第1期b———细菌自身氧化速率常数 1Ph;表1 普通活性污泥法处理效果2A———生物膜截面积 cm;项目进水出水处理效果%-1dz———生物膜微元厚度 cm;CODCrPmg·L9012～176152015～42187714-1其它符号同前。BOD5/mg·L6015～140111018～28168015从(3)、(4)式可看出,基质Sm增大时,基质传质pH7152～9112714～810-15015～180191818～46197916效果增加,底物去
6、除率将提高,生物增长速率加快。SSPmg·L式(3)即为供氧足够时生物膜内底物浓度分布方311 工艺流程程,这是一个非线性微分方程,假定K,Xm,Dn,Ks可矿居民生活污水与医院污水在管道内混合经格视为恒值,并忽略边界液膜扩散阻力,则可求出极限栅、调节池,进入初沉池进行一级处理,然后依次进入解为:第一生物氧化池、中间沉淀池、第二生物接触氧化池、1P2KXm二沉池,进行生物氧化处理和泥水分离,最后经消毒cosh(Ze-Z)DmKm排放。污泥从一沉池和二沉池底部进入污泥浓缩池,当SmnKs时,Sm=S1P2KXmcoshZe定期排放,处理流程如图2。DsKs消毒(5)第中第
7、二格调初一间二计式中 S———膜表面液相底物浓度;生活污水节沉氧沉氧沉量出水栅池池化淀化井Ze———生物膜好氧层厚度。池池池池2KXmZ上清液当XmnKs时,Sm=S-ZeZ-(6)污泥浓缩池干化池Dm2单位时间内进入生物膜的底物通量,在稳态情况下将图2二段生物接触氧化法处理工艺流程图1P29SmDmKXm312 工艺参数设计分别为:J=-ADm=AS和J9ZZ=0Ks根据原进水水质及GB897821996《污染物综合排=AKXmZe,这个通量值相当于单位时间内面积为A放标准》,对二段生物接触氧化法进行设计,设计参的生物膜底物利用量。由(
