化工职称论文浅谈生物接触氧化工艺处理

　　摘要：制糖废水是一种高浓度的有机废水,按污染程度可分为低浓度废水、中浓度废水、高浓度废水三种类型。结合实例分析制糖企业末端的废水处理工艺，经处理后，废水达标排放，并且节约投资。

　　关键词: 生物接触氧化,糖厂废水,膜生物处理方法

　　1 前言

　　一般糖厂废水处理有几种方法，如传统的活性污泥法、生物滤池工艺、SBR 法、氧化沟、AB 生物处理法、生物厌氧法等工艺流程。甘蔗制糖生产废水，是以碳水化合物为主的溶解体有机物，是多种微生物的营养源。这些高能位的有机物质，经一系列的生化反应，逐步释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化处理的要求。

　　2 糖厂废水处理的生物接触氧化法

　　广东对甘蔗制糖生产废水处理的工艺技术选择上，目前大多数趋向于运用SBR 法和氧化沟工艺流程。SBR 法和氧化沟工艺同属于好氧活性污泥生物处理技术的一类工艺，其操作管理简单，技术经验成熟，为国内城市生活污水处理所普遍使用。但应用于甘蔗制糖生产企业废水，即突现其不足的缺陷：如对负荷冲击敏感，受高浓度废水冲击时，出现溶解氧严重下降，活性污泥出现非丝状菌污泥膨胀或丝状菌污泥膨胀等，废水处理系统控制指标骤然恶化、处理系统效果下降，严重时导致废水处理系统瘫痪，甚至崩溃，无法抗衡COD 浓度多变的甘蔗制糖生产废水，其废水处理系统运行稳定率差。长期连续的机械运行使得机械设备完好率低，剩余污泥产量大，能耗和运行费用偏高等问题。

　　在一般COD浓度偏低的情况下，废水处理是可以达标排放的，但废水在COD 浓度偏高(1000mg/L 左右)的情况下，则难于处理达标排放，也就是说运用SBR 法和氧化沟工艺流程不能完全消化与降解有机物，在实践中我们发现了这一缺点。

　　基于以上几点，本文对某制糖企业生产废水主要采用生物接触氧化法。是一种介于活性污泥和生物滤池之间的生物处理技术。它有与其他好氧生物膜共同的特点是：微生物需要在填料表面上附着生长，填料可以是固定的，也可以处于不规则的浮动或流动之中，而废水则流动于填料的空隙中，与生物膜接触并在生物膜上的微生物的新陈代谢功能作用下，废水中的有机物得到去除，废水得到净化。因其表面积大，可附着的生物量大，同时因其空隙率大，基质的进入和代谢产物的移出，以及生物膜自身的更新脱落，均较为通畅，使得生物膜能够保持高的活性和较高的生化反应速率。

　　2.1 生物接触氧化法具有的优点

　　(1)处理效率高，节省占地。作为生物膜法的生物接触氧化法不仅兼有活性污泥法的特点，而且其单位体积生物的数量比活性污泥法多，生物活性高;此外，底物和产物的传质速度快。因此，生物接触氧化法更能适应制糖废水浓度负荷波动性高的特点，相对于活性污泥法，能够保持更加稳定运行的优势。

　　(2)不需要专门培养菌种，挂膜方便，可以间歇运行。制糖企业属季节性企业，一个能迅速走上正常处理轨道的污水处理系统更显示出处理的优势性。

　　(3)操作方便、运行方便、易于维护管理，无需污泥回流，不产生污泥膨胀的问题。相对于活性污泥法，接触氧化法不需要回流污泥来维持生化处理系统的污泥浓度，也就省去了污泥回流泵所耗用的动力，节能明显。同时，甘蔗制糖污水属于易生化性污水，营养配比不均衡，以碳水化合物为主，水质偏酸，运用活性污泥法处理时，容易产生污泥膨胀的弊端，但是生物接触氧化法正好弥补了活性污泥法的这个缺点，能够保持系统长效稳定运行的优点。

　　(4)污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀。甘蔗制糖废水属于高碳水化合物的废水，产泥量大，同时污泥排入环境，容易造成较大环境问题，但是要完全处理活性污泥法产生的剩余污泥，是一笔投资不小的费用。根据实际运行经验，生物接触氧化法中，剩余污泥只有活性污泥法的的三分之一左右，大大的节省了运行费用。

　　(5)对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行的条件下，仍能够保持良好的处理效果。对排水不均匀，受天气影响比较大的制糖企业，更具有实际意义。

　　2.2 生物接触氧化法工艺的类型

　　生物接触氧化法根据充氧和接触方式不同，可分为分流式接触氧化池和直流式接触氧化池两种。生物接触氧化池工艺可分为一段式、两段式和多段式，一段式为一次氧化，一次沉淀;二段式为二次氧化，二次沉淀(或一次沉淀);多段式，即两段式以上的氧化和沉淀。

　　经实际运行，一段式的直流接触氧化池最适合运用于制糖企业末端废水的治理，容易管理，投资节省，运行稳定。

　　2.3 生物接触氧化法工艺的结构形式

　　2.3.1 池体

　　池体的作用除了进行净化废水外，还要考虑填料、布水、布气等设施的安装。当池体容积较小时，可采用圆形钢结构;池体容积较大时，可采用矩形钢筋混凝土结构。池体的平面尺寸应满足布水、布气均匀，填料安装、维护管理方便为准。各部位的尺寸为：池内填料高度为3.0 m ~3.5m;底部布气层高度为0.6m ~0.7 m;顶部稳定水层0.5 m ~0.6 m，总高度约为3.5 m ~6.0m。

　　2.3.2 填料和支架

　　填料是生物膜赖以栖息的场所，是生物膜的载体，同时也有截留悬浮物的作用。支架是支撑和固定填料的部分，为了装卸方便，可把支架做成拼装式，或者将支架连同填料做成单元框架式。由于填料在装满生物膜后，湿重可达500kg/m3 左右，因此支架必须牢固。

　　2.3.3 曝气装置和布水装置

　　曝气装置是氧化池的重要组成部分，它对于充分发挥填料上生物膜降解有机污染物的作用，维持氧化池生物膜更新等正常运行和提高生化处理效率起很大的作用。同时，曝气装置的选择同动力消耗密切相关。均匀的布水对接触氧化池很重要，它对发挥填料的作用，提高氧化池工作效率有很大的关系。

　　2.3.4 设计和计算应考虑的一些因素

　　(1)按照平均日废水量进行设计计算。

　　(2)池子座数一般不应少于两座，并按照同时工作考虑。

　　(3)填料层高度一般在3.5m 左右，当采用蜂窝填料时，应分层装填，每层高1.0m，蜂窝内孔径不宜小于250mm。

　　(4)池子中的废水的DO 含量一般应维持在2.5 mg/L~3.5mg/L。

　　2.4 生物接触氧化法调试程序及运行中的影响因素

　　2.4.1 生物接触氧化法的膜生物培养驯化

　　生物接触氧化法去除有机物的机理与其他膜生物处理方法基本相同，主要利用大量附着在填料上繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。

　　生物接触氧化法处理系统在正式投产之前的首要工作是培养和驯化生物膜。生物膜培养驯化可归纳为异步培驯法、同步培驯法和接种培驯法，异步法为先培养后驯化，同步法则培养和驯化同时进行或交替进行，接种法是利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当的培驯。

　　培养膜生物需要有菌种和菌种所需要的营养物。对于城市污水，其中的菌种和营养都具备，可以直接进行培养。对于工业废水，由于其中缺乏专性菌种和足够的营养，因此在投产时除了用一般的菌种和所需要营养培养足够的生物膜外，还应对所培养的生物膜进行驯化，使填料上的微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统，具有某种专性。

　　2.4.2 生物接触氧化法运行中影响因素

　　生物膜培养驯化成熟后，就开始试运行。试运行的目的使确定最佳的运行条件。最主要的影响因素为：

　　(1)水力负荷

　　微生物对有机物的降解需要一定的接触时间，在保证生物膜处于正常脱落更新的范围内，水力负荷越小，污水与生物膜接触时间越长，处理效果越好;水力负荷越大，污水与生物膜接触时间越短，处理效果可能越差。同时，水力负荷对生物膜的厚度和传质改善也有影响，高的水力负荷对生物膜的厚度的控制及传质改善有利，但是水力负荷应控制在一定的厚度范围内，以免过高的的水力负荷产生过强的冲刷力，造成生物膜的流失，影响系统的稳定运行。

　　(2)生物膜量及其活性

　　生物膜的厚度反映了生物量的多少，但是生物活性并非总是与生物量成正相关性。生物膜由好氧膜和厌氧膜组成。好氧膜厚度通常范围为1.5mm~2.0mm，有机物的降解主要在好氧层内完成，在好氧膜厚度范围内，膜的生物降解活性就与生物膜厚度无关，有时还会出现单位重量生物膜生物活性下降的现象。若厌氧膜厚度继续增加，就会发生生物膜脱落，也就是说，过厚的生物膜并不能提高反应器的处理能力，反而会造成脱落的生物膜过多，堵塞载体的空隙。因此对生物接触氧化法，不能单纯最求增加反应器的生物量，而应保证反应器内生物膜正常脱落更新而不发生载体间隙被堵塞的现象。

　　3 结束语

　　目前制糖废水要做到稳定的达标排放, 同时外排废水的排放量要达到清洁生产的二级水平以上要求(有些糖厂因设备陈旧, 清洁生产仅达到三级水平要求)，从各方面考虑，生物接触氧化法工艺是极佳的糖厂废水处理工艺。

　　参考文献：

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