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生物接觸氧化法處理技術(shù)

生物接觸氧化技術(shù)是生物膜法的一種形式,，是在生物濾池的基礎(chǔ)上,，從接觸曝氣法改良演化而來的，因此有人稱為“浸沒式濾池法”,、“接觸曝氣法”等。

一,、生物接觸氧化法與其他方法比較,，具有如下特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)

1、BOD負(fù)荷高,，MLSS量大,，相對地說效率較高，并且對負(fù)荷的急劇變動適應(yīng)性強(qiáng),。

2,、處理時間短。在處理水量相同的條件下,，所需裝置設(shè)備小,，因而占地面積小。

3,、維護(hù)管理方便,，無污泥回流，沒有活性污泥法中所容易產(chǎn)生的污泥膨脹,。

4,、易于培菌馴化，較長時期停運(yùn)后,，若再運(yùn)轉(zhuǎn)時生物膜恢復(fù)快,。

5、 剩余污泥量少,。

缺點(diǎn)

１,、填料上的生物膜的量需視BOD負(fù)荷而異。BOD負(fù)荷高,，則生物膜數(shù)量多,；反之亦然。因此不能借助于運(yùn)轉(zhuǎn)條件的變化任意地調(diào)節(jié)生物量和裝置的效能,。

２,、生物膜量隨負(fù)荷增加而增加，負(fù)荷過高，則生物膜過厚,，易于堵塞填料,。所以，必須要有負(fù)荷界限和必要的防堵塞沖洗措施,。

３,、大量產(chǎn)生后生動物（如輪蟲類等）。若生物膜瞬時大塊地脫落,，則易影響處理水水質(zhì),。

４、組合狀的接觸填料會影響均勻地曝氣與攪拌,。

二,、處理機(jī)理

1、主要起作用的是生物膜

好氣性污水處理有兩種方法,，一種是活性污泥法,，一種是生物膜法。從生物處理的基點(diǎn)——微生物轉(zhuǎn)化有機(jī)物的功能來看,，這兩種方法的區(qū)別在于微生物存在狀態(tài)的不同,。在活性污泥法中，微生物以絮狀結(jié)構(gòu)懸浮在所需凈化的污水中,，經(jīng)充分混合而成為混合液,；在生物膜法中，微生物以生物膜的形態(tài)附著在固體填料表面上與所需凈化的污水接觸,。生物接觸氧化法是在生物濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,，從生物膜固定和污水流動來說，相似于生物濾池法,。從污水充滿曝氣池和采用人工曝氣看,，它又相似于活性污泥法。所以生物接觸氧化法的特點(diǎn)介于生物濾池法和活性污泥法,。

在生物接觸氧化法中,，微生物主要以生物膜狀態(tài)固著在填料上，同時又有部分絮體或破碎生物膜懸浮于處理水中,。氧化池中生物膜的重量一般在６．２－１４克／升之間,，而活性污泥法中活性污泥重量一般在２－３克／升之間。從微生物活性來看,，生物膜的活性大于懸浮狀微生物,。生物接觸氧化法生物膜的耗氧率比活性污泥法高。因此,，生物接觸氧化法中,，承擔(dān)有機(jī)物轉(zhuǎn)化功能的微生物主要集中在生物膜上,。

附著在填料表面的生物膜對廢水的凈化作用：最初稀疏的細(xì)菌附著于填料表面，隨著細(xì)菌的繁殖逐漸形成很薄的生物膜,。在溶解氧和食料（有機(jī)物）都充足的條件下,，微生物的繁殖十分迅速，生物膜逐漸加厚,。生物膜的厚度通常為１．５——２．０毫米,，其中從表面到１．５毫米深處為好氣菌。１．５毫米深處到內(nèi)表面與填料壁相連接的部分為弱厭氣菌,。廢水中溶解氧和有機(jī)物擴(kuò)散到生物膜為好氣菌利用,。但是，當(dāng)生物膜長到一定厚度時,，溶解氧無法像生物膜內(nèi)擴(kuò)散,，好氣菌死亡、溶化,，而內(nèi)層的厭氣菌得以繁殖。經(jīng)過一段時間后,，厭氣菌在數(shù)量上亦開始下降,，加上新陳代謝氣體的逸出，使內(nèi)層生物膜出現(xiàn)許多空隙,，附著力減弱,，終于大塊脫落。在脫落的填料表面上,，新的生物膜又重新生長發(fā)展,。實(shí)際上新陳代謝過程在氧化池生物膜發(fā)展的每一個階段都是同時存在的，這樣就保證了處理構(gòu)筑物去除有機(jī)物的能力,，使之穩(wěn)定在一個水平上,。

2、兼有活性污泥法的特點(diǎn)

生物接觸氧化法的固定生物膜與一般的生物膜不同,，在氧化池中采用曝氣方法,，不僅提較充分的溶解氧，而且由于曝氣攪動加速了生物膜的更新,，從而更加提高生物膜的活力和氧化能力,。另外，曝氣會形成水的紊流,，使固著在填料上的生物膜可以連續(xù)地,、均勻地與污水相接觸，避免生物濾池中存在的接觸不良的缺陷,。

我廠氧化池按采用推流式設(shè)置,，則兼有推流式活性污泥法的特點(diǎn)。水在池子內(nèi)不斷地延著池的縱向逐步推流至出口，使生物膜上的微生物與污水中的有機(jī)物得到充分的混合和接觸,，從而使污水逐漸凈化,，即進(jìn)口端cod值最大，以后逐漸減少,，出口端為最小,。

氧化池不同高度的生物相情況

注：第一層為最底層，每層厚度20厘米,，諸層都有菌膠團(tuán),。

3、生物降解有機(jī)污染物的動力學(xué)

在污水的生物處理中凈化反應(yīng)是相當(dāng)復(fù)雜的,，但把它作為一個微生物反應(yīng)來考慮,，用數(shù)學(xué)公式加以模式化的話，則一般地可以分為bod基質(zhì)高濃度和低濃度兩種情況,。當(dāng)bod（有機(jī)物）基質(zhì)高濃度時,，與微生物數(shù)量相比，微生物的營養(yǎng)物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過微生物生長所需,。也就是說微生物的生長不受營養(yǎng)物質(zhì)的限制,，而受自身生理機(jī)制的限制，與微生物活度呈一次反應(yīng)式,。此時，微生物是對數(shù)增殖狀態(tài),，處于生長率上升階段,。

當(dāng)bod（有機(jī)物）基質(zhì)低濃度時,，微生物的增殖已經(jīng)不再受自身生理機(jī)制的限制，而是由于bod基質(zhì)濃度低,，營養(yǎng)不足,，處于生長率下降階段。所以,，微生物的增殖速度(伴隨著bod降解速度)由有機(jī)物濃度所左右,，并服從一次反應(yīng)式。

所以,，生物接觸氧化法兼有活性污泥法的特點(diǎn),。實(shí)際中，往往根據(jù)具體情況使微生物處于生長率上升階段后期或內(nèi)原呼吸階段,。

4,、生物相及其演變規(guī)律

接觸氧化法生物膜上的生物相是豐富的，起作用的微生物包括許多門類,，由細(xì)菌,、真菌、原生動物,、后生動物組成比較穩(wěn)定的生態(tài)系,。生物相中數(shù)量最多的生物是細(xì)菌。它們的形態(tài)有：①游離菌,。大多為體形較小的桿狀菌,，有時也可能是比較大型而自身又能運(yùn)動的螺旋菌,。細(xì)菌的種屬因處理的污水種類不同而異,，一般生長繁殖的細(xì)菌有無色桿菌屬、假單孢菌屬,、芽孢桿菌屬,、產(chǎn)堿桿菌屬等。它們多數(shù)在掛膜培菌初期出現(xiàn),，然后消失,。②菌膠團(tuán)。它是低等細(xì)菌建立的膠粘物,，有良好的吸附能力,，對被吸附的有機(jī)物加以分解利用，使有機(jī)物無機(jī)化,。菌膠團(tuán)多半呈垂絲狀,，也有蘑菇狀、分枝狀,。③絲狀菌,。這是由低等細(xì)菌密切結(jié)合的高等細(xì)菌,。絲狀菌多數(shù)是真菌球衣細(xì)菌，是生物膜中起重要作用的微生物,。它們的菌絲體較長,，常呈亂發(fā)狀。球衣菌絲體粗細(xì)一致,，固著不運(yùn)動,，用結(jié)晶紫染色可見衣鞘和衣鞘內(nèi)的圓柱形細(xì)胞，有時還可見有假分枝,。絲狀菌的繁殖和廢水的硝化有著密切聯(lián)系,。在生物接觸氧化法中，絲狀菌是固著在填料表面它的繁殖不僅不會引起活性污泥法中的那種污泥膨脹,，反而使出水水質(zhì)變好,。

生物膜中的真菌主要是鐮刀霉菌、地霉菌和各類酵母菌等,。真菌對某些人工合成的有機(jī)物（如丙烯腈等）有一定的降解能力,。在正常運(yùn)行和生物膜降解能力良好是，生物相中占優(yōu)勢的原生動物以固著性的纖毛蟲為主,，如鐘蟲,、小口鐘蟲、等枝蟲,、蓋纖蟲,、無柄鐘蟲等。有時有游泳性纖毛蟲,，如草履蟲,、豆形蟲、漫游蟲等,。此外還有匍匐性的楯纖蟲,、游仆蟲，以及鐘蟲游泳體等,。運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定時,，生物膜上的生物相也是相對穩(wěn)定的，細(xì)菌和原生動物之間存在著制約關(guān)系,。一方面原生動物纖毛蟲吞噬細(xì)菌,，抑制細(xì)菌群體的蔓延；另一方面細(xì)菌被破壞后,，又不斷地繁殖生長,，這就需要以廢水中的大量有機(jī)物作為食料，從而凈化了廢水,。所以,，原生動物纖毛蟲特別是鐘蟲,、等枝蟲、蓋纖蟲是生物接觸氧化系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好的又價值的指示性生物,。在運(yùn)行時,，若有機(jī)物負(fù)荷或營養(yǎng)狀況有較大變化，則原生動物的固著性鐘蟲,、等枝蟲突然消失,，絲狀菌稀少，菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)松散,，而游泳性草履蟲,、鐘蟲游泳體大量出現(xiàn)，出水水質(zhì)變差,；反之,，若原來出水水質(zhì)較差，一旦出現(xiàn)鐘蟲,、等枝蟲,，絲狀菌叢生，菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)緊密,，而游泳性纖毛蟲減少,，則說明環(huán)境條件有了改善，出水水質(zhì)變好,。

與活性污泥法不同的是,，在生物接觸氧化法中生物膜上出現(xiàn)了數(shù)量較多的后生動物如輪蟲、線蟲,、紅斑瓢體蟲,。這些是食死肉為主的動物，能軟化生物膜,，促使生物膜脫落,，從而經(jīng)常保持活性和良好的凈化功能,。當(dāng)輪蟲類等后生動物數(shù)量多且活躍,，個體肥大，則處理后出水水質(zhì)好,；反之,，則處理效果差。一旦發(fā)現(xiàn)生物呆滯,，個體死亡,，則預(yù)示著處理效果即將急劇下降。

三,、運(yùn)轉(zhuǎn)和管理

主要是從影響處理效果的幾個主要因素進(jìn)行管理

① 機(jī)負(fù)荷

有機(jī)負(fù)荷是反應(yīng)生物接觸氧化法凈化效能的重要指標(biāo),。由于各種廢水的濃度,、組成不同，因此從廣義上說,，有機(jī)負(fù)荷應(yīng)當(dāng)包括具有抑制作用并足以影響處理效果的一切物質(zhì),。能被微生物分解的污染物質(zhì)數(shù)量用bod表示，這一數(shù)值近似地等于各種物質(zhì)所能生成能量的總和,，所以有機(jī)負(fù)荷是指生物接觸氧化處理中單位數(shù)量微生物所能處理的bod數(shù)量（投加的,、接受的）。

有機(jī)負(fù)荷有三種不同的表示方法：單位填料容積的污染物質(zhì)負(fù)荷量（填料容積負(fù)荷）,；單位填料面積的污染物質(zhì)負(fù)荷量（填料表面積負(fù)荷）,；接觸氧化池單位容積的污染物負(fù)荷量（氧化池容積負(fù)荷）。常用的是填料容積負(fù)荷,。即bod容積負(fù)荷=

單位時間內(nèi)供給生物膜的有機(jī)物數(shù)量（bod）i

填料總體積

②ph值

生物接觸氧化法作為一種生物處理方法來說,，環(huán)境條件對生物膜的影響是重要的，有時甚至是決定性的,。其中ph值是重要的環(huán)境因素之一,。適合于微生物生長的ph值范圍如下：

雖然ph值的最廣范圍為4—10,，但由于異常的ph值能夠損害細(xì)胞表面的滲透功能和細(xì)胞內(nèi)的酶反應(yīng)，因此適宜的ph值范圍應(yīng)為6—8,。

生物接觸氧化法對ph值的適應(yīng)性比較強(qiáng),。當(dāng)污水的ph值為8—10時，微生物任然有適應(yīng)能力,，對處理效果影響不大,。ph值為10—10.5時，則對處理效果有影響,。當(dāng)受到ph值沖擊時（如ph值＞11）,，微生物是不能適應(yīng)的，在這種情況下反應(yīng)最敏感的是生物相,。鐘蟲呈呆滯狀態(tài)或消失,，菌膠團(tuán)解體，松散模糊,，游離菌,、豆形蟲、草履蟲增多,。cod和bod去除率下降,。但是,，當(dāng)受到高ph值沖擊后，若能及時采取措施（如加酸中和）將污水ph值調(diào)整至10以下,，則生物相的恢復(fù)比活性污泥法快,。一般只需5—5天氧化池的工況即可恢復(fù)。同樣,，當(dāng)污水ph值為5—6時,，生物接觸氧化池仍然有一定的適應(yīng)能力。

ph值不僅影響細(xì)菌的生長繁殖,，而且影響有毒物質(zhì)的含量,。如重金屬離子的溶解度因ph值的不同變化很大。此外,，氨在堿性條件下形成的nh₃,，毒性較nh₄⁺為強(qiáng)。氰在酸性條件下形成hcn,，在堿性條件下形成氰酸鹽,，毒性作用減弱。

總的來說,，無機(jī)質(zhì)由ph值左右其離子化,，從而影響其毒害作用。

③接觸停留時間

在生物接觸氧化處理?xiàng)l件下,，氧化分解速度或硝化速度對接觸時間的依賴性很大,。微生物對有機(jī)物的轉(zhuǎn)化過程與微生物機(jī)體的化學(xué)過程緊密地聯(lián)系著，所以,，無論是將復(fù)雜的有機(jī)物分解氧化為簡單的無機(jī)物,，或者是比較簡單的分解氧化產(chǎn)物合成復(fù)雜的細(xì)胞物質(zhì)，都需要一定的時間,。從降低廢水有機(jī)物含量這一角度來說,，有機(jī)物轉(zhuǎn)移到生物膜所需的時間是重要的。這個轉(zhuǎn)移實(shí)質(zhì)上是將微生物對廢水中的有機(jī)物吸著吸附過程,。這個轉(zhuǎn)移一般能夠在廢水同生物膜接觸后數(shù)分鐘內(nèi)完成,。但是，生物處理對廢水中有機(jī)物的凈化作用,，不僅是由于生物吸附與吸著作用,，更重要的是吸附吸著后的氧化分解和細(xì)胞合成作用,，使有機(jī)物無機(jī)化,。被吸附在生物膜上的有機(jī)物，經(jīng)氧化分解與合成全部轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定物質(zhì)所需時間較長（數(shù)小時乃至數(shù)十天）,。因此,，處理時間愈長,，微生物對有機(jī)物的吸著、吸附,、降解作用愈徹底,，處理水bod殘留愈小，處理效果愈好,；反之亦然,。

④溫度

溫度對生物處理有一定的影響。溫度高,，微生物活力強(qiáng),，新陳代謝旺盛，氧化愈呼吸作用強(qiáng),，處理效果較好,；反之，溫度較低,，微生物的生命活動受到抑制,，處理效率受到影響。在生物接觸氧化法處理廢水時,，由于接觸停留時間比活性污泥法短,，因此，處理過程中污水受氣溫的影響不大,，主要起作用的是水溫,。

水溫對處理效果的影響主要是對氨氮的去除,。因?yàn)楫?dāng)硝化或完全硝化時，廢水中的氨氮被氧化呈亞硝酸鹽或硝酸鹽。而硝化細(xì)菌的繁殖常常受許多因素（水質(zhì),、溫度、ph值）的影響,，其中與溫度的關(guān)系最大,。

不同溫度時生活污水的氨氮去除速度

⑤供氧

一般供氧多有利于有機(jī)物的降解。當(dāng)進(jìn)水溶解氧較高時,，則生物降解速度快,，溶解氧迅速減少，是出水溶解氧不會很多,。當(dāng)進(jìn)水溶解氧較低時,，則生物降解速度慢，溶解氧消耗少,，出水仍有少量溶解氧,。

溶解氧與處理水質(zhì)有關(guān)。

溶解氧與水溫有關(guān)。

溶解氧一般在3—6毫克/升,。

三,、維護(hù)管理要點(diǎn)

與活性污泥法相比較，生物接觸氧化法的運(yùn)轉(zhuǎn)管理有其特殊性,。在活性污泥法處理中,，整個處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)可通過曝氣池、二次沉淀池和處理水水質(zhì)來檢測判斷,。當(dāng)曝氣池效能降低時,，處理水質(zhì)急劇地惡化，因而在變化初期就可以發(fā)現(xiàn)異常情況,。但在生物接觸氧化法處理中,，即使氧化池污泥蓄積，填料局部發(fā)生堵塞,，經(jīng)沉淀池處理的處理水水質(zhì)變化仍然是緩慢的,，而不是簡單地惡化。生物接觸氧化系統(tǒng)的工況變化首先表現(xiàn)在氧化池出水中懸浮物質(zhì)增加,，水質(zhì)混濁,。同時由于流經(jīng)填料的水流阻力增大，氧化池水位上升,。

生物接觸氧化池比活性污泥法維護(hù)管理方便,，其要點(diǎn)是防止剩余生物膜堵塞填料。為此,，在運(yùn)轉(zhuǎn)管理上應(yīng)注意如下幾點(diǎn),。

1、原水

①生物接觸氧化法對沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力是強(qiáng)的,，但仍需調(diào)節(jié)好原水水質(zhì)與水量,。

②盡量除去原水中的各種懸浮物，特別是纖維狀懸浮物,，以防填料堵塞,。

③測定氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量,，特別是處理生產(chǎn)廢水時,，要充分調(diào)查生產(chǎn)狀況，掌握排水量和濃度的變化幅度,。

2,、氧化池

①要仔細(xì)地觀察氧化池內(nèi)的顏色、氣泡,、臭氣,、懸浮污泥和曝氣等狀況,。一旦發(fā)現(xiàn)不正常，應(yīng)立即采取相應(yīng)措施,。

②通風(fēng)量瞬時增大易引起生物膜脫落,，因此,，通風(fēng)量宜徐徐增加,。

③氧化池反沖洗排泥時，特別是氧化池幾乎排空的時候如反沖洗不充分,，會使填料支架上附著污泥增加荷重,，因此必須在排水的同時，用壓力水沖洗填料支架,，使附著污泥完全沖掉,。

3、沉淀池

①與曝氣池相同,，要仔細(xì)地觀察工況,，及早發(fā)現(xiàn)狀態(tài)變化。

②實(shí)施活性污泥法的維護(hù)管理辦法,，如堅(jiān)持少排泥,、勤排泥和定期排泥等。

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