|
(1) 接觸氧化法的特征
1） 接觸氧化法與其它生物處理方法比較，具有如下一些特點：
① BOD容積負荷高，污泥生物量大，相對而言處理效率較高，而且對進水沖擊負荷（水力沖擊負荷及有機濃度沖擊負荷）的適應力強。
② 處理時間短。因此在處理水量相同的條件下，所需裝置的設備較小，因而占地面積小。
③ 能夠克服污泥膨脹問題。生物接觸氧化法同其他生物膜法一樣，不存在污泥膨脹問題，對于那些用活性污泥法容易產生膨脹的污水，生物接觸氧化法特別顯示出優越性。容易在活性污泥法中產生膨脹的菌種（如球衣細菌等），在接觸氧化法中，不僅不產生膨脹，而且能充分發揮其分解氧化能力強的優點。
④ 可以間歇運轉。當停電或發生其它突然事故后，生物膜對間歇運轉有較強的適應力。長時間的停車，細菌為適應環境的不利條件，它和原生動物都可進入休眠狀態，顯示了對不利生長的環境有較強的適應力；一旦環境條件好轉，微生物又重新開始生長、代謝。有人試驗，即使停止運轉一個月，再重新開始運行，生物膜數日內即可恢復正常。
⑤ 維護管理方便，不需要回流污泥。由于微生物是附著在填料上形成生物膜，生物膜的剝落與增長可以自動保持平衡，所以無需回流污泥，運轉十分方便。
⑥ 剩余污泥量少。
2） 接觸氧化法具有上述的優點，不失為一種高效的生化處理法。其高效處理的原理分析如下：
① 生物活性高（泥齡低）。國內采用的接觸氧化池中，絕大多數的曝氣裝置設在填料之下，不僅供氧充足，而且對生物膜起到了攪動作用，加速了生物膜的更新，使生物的活性提高。如果從“泥齡”來看，活性污泥法的“泥齡”為3～4天，而級氧化池的生物膜“平均泥齡”為1～2天。由于平均泥齡低，微生物總是處在很高的活力下工作。經耗氧速度測定，同樣濕重的帶有絲狀菌的生物膜，其耗氧速度較活性污泥法的高1.81倍。
② 傳質條件好，微生物對有機物的代謝速度比較快。在接觸氧化法中由于空氣的攪動，整個氧化池的污水在填料之間流動，使生物膜和水流之間產生較大的相對速度，加快了細菌表面的介質更新，增強了傳質效果，加快了生物代謝速度，縮短了處理時間。
③ 利于絲狀菌的生長。在有填料的接觸氧化池中，對絲狀菌的生長很有利。絲狀菌的存在，能提高對有機物的分解能力。
④ 充氧效率高。接觸氧化法的填料有增進充氧效果的作用，動力效率在3kgO2/kw?h以上，比無填料的曝氣提高30%。充氧效率高，則有機物的氧化速度相應提高。
⑤ 有較高的生物濃度。一般活性污泥法的污泥濃度為2～3g/L，而接觸氧化法可達10～20g/L。由于微生物濃度高，故大大提高了BOD5容積負荷和處理效率。由于生物量大，對低濃度的污水，也能有效地進行處理；而且由于填料表面有利于硝化菌的生長，故能適應污水中氨氮硝化的要求。
3） 盡管生物接觸氧化法具有許多優點，是一種高效的生化處理構筑物，但也存在著一些缺點：
① 生物膜的厚度隨負荷的增高而增大，負荷過高則生物膜過厚，引起填料堵塞。故負荷不易過高，同時要有防堵塞的沖洗措施。
② 大量產生后生動物（如輪蟲類）。后生動物容易造成生物膜瞬時大塊脫落，則易影響出水水質。
③ 填料及支架等往往導致建設費用增加。
(2) 接觸氧化池的構造
接觸氧化池的構造見示意圖1。
圖1 生物接觸氧化池構造示意圖
1）池體
池體的作用除了進行凈化污水外，還要考慮填料，布水、布氣等設施的安裝。當池體容積較小時，可采用圓形鋼結構，池體容積較大時可采用矩形鋼筋混凝土結構。池體的平面尺寸以滿足布水、布氣均勻，填料安裝、維護管理方便為準。池體的底壁須有支承填料的框架和進水進氣管的支座。池體厚度根據池的結構強度要求來計算。高度則由填料、布水布氣層、穩定水層以及超高的高度來計算。同時，還必須考慮到充氧設備的供氣壓力或提升高度。一般總池高在3.5～6.0m左右。
2）填料
填料是生物膜賴以棲息的場所，是生物膜的載體，同時也有截留懸浮物的作用。因此，載體填料是接觸氧化池的關鍵，直接影響生物接觸氧化法的效能。載體填料的要求是：易于生物膜附著，比表面積大，空隙率大，水流阻力小，強度大，化學和生物穩定性好，經久耐用，截留懸浮物質能力強，不溶出有害物質，不引起二次污染，與水的比重相差不大，避免氧化池負荷過重，能使填料間形成均一的流速，價廉易得，運輸和施工方便。
目前，國內主要采用合成樹脂類作填料，如硬聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、環氧玻璃鋼、環氧紙蜂窩等硬性填料；還開發出多種新穎的軟性填料、半軟性填料、彈性生物環填料以及漂浮填料等多種形式的填料。這些填料在生物接觸氧化系統的建設費用中約占55～60%。所以載體填料直接關系到接觸氧化法的經濟效果。
3）布水布氣裝置
接觸氧化池均勻地布水布氣很重要，它對于發揮填料作用，提高氧化池工作效率有很大關系。供氣的作用有三：①使生物接觸氧化池溶解氧一般控制在4～5mg/L左右；②充分攪拌形成紊流，有利于均勻布水，紊流愈甚，被處理水與生物膜的接觸效率愈高，傳質效率良好，從而處理效果也愈佳；③防止填料堵塞，促進生物膜更新。
目前生產上常采用的布氣方式有噴射器（水射器）供氧、穿孔管布氣、曝氣頭布氣等。布水方式分順流和逆流兩種。順流指進水與供氣同向，氧化池中水、氣同向流動，此種工藝中填料不易堵塞，生物膜更新情況較好，較易控制；逆流指進水與供氣方向相反，池內水、氣逆向相對流動，氣液接觸條件好，增加了氣水與生物膜的接觸面積，故去除效果好，但由于進水部分的水力沖刷作用較小，填料上的生物膜不易脫落更新。國內通常采用的是順流工藝。
(3) 常用流程及其選擇
生物接觸氧化法的處理流程通常有兩種，即一段法（一次生物接觸氧化）和二段法（即兩次接觸生物氧化）。實踐證明，在不同的條件下，這兩種系統各有其特點，其經濟性和適用性范圍簡介如下：
1）一段法
亦稱一氧一沉法。原水先經調節池，再進入生物接觸氧化池，爾后流入二次沉淀池進行泥水分離。處理后的上層水排放或作進一步處理，污泥從二次沉淀池定期排走。
這種流程雖然在氧化池中有時會引起短路，但全池填料上的生物膜厚度幾乎相等，BOD負荷大體相同，具有完全混合型的特點，營養物（F）與活性微生物的重量（M）之比較低，微生物的生長處于下降階段。此時微生物的增殖不再受自身生理機能的限制，而是由污水中營養物質的量起主導作用。
2）二段法
亦稱二氧二沉法。采用二段法的目的，是為了增加生物氧化時間，提高生化處理效率，同時更適應原水水質的變化，使處理水質穩定。原水經調節池調節后，進入生物接觸氧化池，然后流入中間沉淀池進行泥水分離，上層水繼續進入第二接觸氧化池，比較后流入二次沉淀池，再次泥水分離，出水排放，沉淀池的污泥定期排出。
在二段法流程中，需控制段氧化池內微生物處于較高的F/M條件，當F/M＞2.1時，微生物生長率可處于上升階段。此時營養物遠遠超過微生物生長所需，微生物生長不受營養因素的影響，只受自身生理機能的限制。因而微生物繁殖很快，活力很強，吸附氧化有機物的能力較高，可以提高處理效率。為了維持微生物能處于較高的F/M條件下，BOD負荷隨之提高，處理水中有機物濃度也就必然要高一些，這樣在第二階段氧化池內，須根據需要控制適當的F/M條件，一般在0.5左右，此時的微生物處于生長率下降階段后的內源性呼吸階段。由此可見，二段法流程的微生物工作情況與推流式活性污泥法或活性污泥AB法相似。
上面所述為兩種基本流程。隨著實踐的變化，這兩種流程可以隨之變化：例如，有將接觸氧化池分格，不設中間沉淀池，按推流型運行。氧化池分格后，可使每格的微生物與負荷條件更相適應，利用微生物專性培養馴化，提高總的處理效率。
上述兩法的比較可以看出，一段法流程簡單易行，操作方便，投資較省，但對BOD的降解能力不如二段法。二段法流程處理效果好，可以縮短生物氧化所需的總時間，但增加了處理裝置和維護管理工作，投資也比一段法高。一般來說，當有機負荷較低，水力負荷較大時，采用一段法為好。當有機負荷較高時采用二段法或推流式更為恰當。試驗表明，二段法中的接觸氧化池，與第二接觸氧化池容積比宜選用7:3為好。在推流式流程中，既可按BOD變化的條件分格（格比較大，以后逐漸減�。�；也可按水力負荷分格（每格為相等大小）。
|
