流动床生物膜污水处理技术概况及其应用 3页

'第五届水处理行业热点技术论坛论文选登流动床生物膜污水处理技术概况及其应用文/于洸（北京国电富通科技发展有限责任公司）一、前言量微生物，从而极大提高反应器内的生物量；同时悬污水的生物处理技术主要有活性污泥法和生物膜浮填料在流体或机械搅拌下充分流动，反应器内气液法两大类。其中活性污泥法技术成熟度高、运行方式固三相充分接触，填料表面生物膜在水力剪切下自动灵活高效，已得到了广泛的应用，但普遍存在着污泥更新，从而提高污染物和微生物的传质效率和反应速稳定性差、易膨胀，停留时间长、占地面积大，污泥率。易流失，耐负荷冲击的能力较差等问题。而随着社会较好的流动床生物膜工艺应具有如下特点：的发展，污水水量不断增加、土地资源日渐紧缺、同一是提高生物反应池的氧利用率。生物池中空气时废水排放标准日益提高，传统的单一活性污泥工艺气泡越小，同等曝气量下的气泡比表面积越大，传质已不能满足污水处理的要求，此时生物膜法便因其具面积越大则氧利用率越高，而流动床生物膜能通过生有稳定性好、承受负荷冲击能力强、无污泥膨胀，对物载体在反应器中循环流动的同时切割空气气泡，从有机物等的去除率高，停留时间短、占地面积小等优而提高了氧利用率。另外良好的流化态会使混合液和点而逐渐得到重视。经过多年的研究与发展，流动床载体在生物池中升流区和降流区之间循环流动，循环生物膜处理工艺由于兼有活性污泥法和生物膜法的优液体将升流区中部分空气气泡挟带进入降流区，延长点，又避免了固定床生物膜处理工艺填料易堵塞、生气-液接触时间，提高氧利用率。物活性较低、设备维护工作量大等缺点，因此得到了二是提高生物反应池的生物浓度。活性污泥广泛的关注和应用，尤其在当下老旧污水处理厂的活法微生物浓度一般为2000-3500mg/L，如能提高至性污泥法提标升级改造中具有现实的推广意义。8000mg/L以上，处理效率会大大提高。诸如MBR等工艺虽然能够显著提高反应器内的生物浓度，但同时二、流动床生物膜处理技术概述也存在着膜污染和成本限制无法大规模应用的缺点。流动床生物膜反应器的基本原理为：通过投加而流动床生物膜在提高了生物反应池内生物浓度的同具有较大比表面积的悬浮填料，并在其表面上生长大时避免了上述弊端。图1　载体外观、表面及生物膜放大照片105 第五届水处理行业热点技术论坛论文选登表1　常见流动床生物膜载体间的区别载体橡胶载体塑料填料海绵填料无机固体颗粒性能23比表面积(m/m)>4500<1000>40001000~15003浸水比重(g/cm)1.02~1.090.9~0.990.9~0.991.1~2.0投加比(%)10~2060~7010~40寿命长长短短流化态好较好较差较好三是保持生物的高活性和多种类。生物的生长会经历对数期、稳定期、衰老期，良好的气、液、固流化态造成的剪切作用可有效地控制生物膜厚度，使尽可能多的微生物处在对数生长期，同时增加处理难分解物质的微生物种类，将大大提高处理效率。四是减小污染物分解速度随处理时间延长的下图3　工艺流程图降速度。由于污水中异养菌和自养菌的内部竞争，生长速度较快的异养菌会阻碍硝化菌等自养菌的繁殖生长。所以提高自养菌等竞争力较弱的微生物种类浓度对提高处理质量至关重要。生物载体必须能提供良好利用独特橡胶填料的三相内循环流动床生物膜污水处的该类微生物的繁殖生长环境。理技术，下面予以详细说明：目前应用比较广泛、典型的此类工艺主要有欧洲1、橡胶填料的Linpor工艺和Kadlnes工艺，目前已应用于17个国家投加于曝气池的橡胶生物载体是本工艺的技术核的100多个污水处理厂。两者均属于在活性污泥池中心之一，因为其满足了生物处理的下列要求：直接投加悬浮填料的工艺，前者采用软性海绵填料，(1)生物载体应具有较大的比表面积，以提供更后者采用刚性塑料填料，比重均略小于1。其主要缺大的微生物生长空间。本橡胶填料利用橡胶粉、粘合23点是存在填料易破碎，易流失或易导致筛网堵塞等问剂和活性炭粉合成，有效比表面积超过4500m/m。题。(2)生物载体在生物池中与污水、空气形成流化态，载体与反应池及其它载体颗粒互相碰撞、磨擦，三、利用独特橡胶填料的内循环流动床生物膜污因此必须具备良好的耐磨性。本填料主要成分为橡水处理技术胶，具有优良的耐磨性和抗氧化性。由以上流动床生物膜处理工艺原理及特点可以看(3)生物载体应具有合适的密度。活性污泥悬浮3出，其核心就在于只有同时具有高效的生物载体和优液的密度一般为1.01-1.03g/cm，正常挂膜后的悬浮良的内部水力条件，才能充分发挥流动床生物膜反应生物载体密度宜接近并略大于该值。密度过低，生物器的良好性能。基于此点认识，我们研究开发了一种载体漂浮于液体表面，难以形成气、液、固三相的充分流态化，影响处理效率；而密度过大，不仅流化态会消耗更多的能量，而且易形成载体沉积造成生物腐3化。本橡胶填料挂膜前的真密度为1.02-1.06g/cm，非常适合流动床生物膜工艺。(4)生物载体应具有高孔隙率，不填料堆积密度3为0.45g/cm，所以其孔隙率超过50％。(5)生物载体应有利于生物膜的生长和更新。由于本橡胶填料表面用活性炭进行处理，非常有利于生物膜的形成，并且良好的流化态会使载体相互碰撞、磨擦，使生物膜自动更新。见图1。图2　好氧流动床生物膜反应器结构示意图表1列出常见流动床生物膜载体间的区别。106 第五届水处理行业热点技术论坛论文选登图4　实际监测数据结果表2　工程设计的进、出水水质指标和流化床生物膜法相结合的处理工艺，主要处理含高污水处理厂进出水水质悬浮物、COD、NH3-N的城市污水。具体工艺流程见序项目进水水质出水水质图3。号污水处理厂出水水质指标要求达到《城镇污水处1BOD（mg/L）≤230≤10.05理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)中的一级A2SS（mg/L）≤200≤10.0标准。3COD（mg/L）≤500≤50.0Cr实际监测数据结果如图4所示。4NH-N（mg/L）≤50≤5.0（8.0）3由此可知，该套系统出水基本稳定，COD<50mg/L，5T－N（mg/L）≤60≤156T－P（mg/L）≤5≤0.5NH3-N<5mg/L，满足设计要求。COD平均去除率7pH6～96～9达88.16%，最高去除率为94.64%；氨氮平均去除率91.8%，除去8月25日的特殊点后，平均去除率达2、反应器94.08%。生物反应池结构如图2所示，该池特点如下：反应器从结构上，池型设计及导流板1、2的设置五、结论保证了生物池良好的流化态，防止了填料的沉积，空橡胶生物载体具有高孔隙率、高比表面积、超强气在流动床内循环流动，并且会被流化态的载体切割耐磨性和寿命、合适的比重，是该工艺的技术核心之成更细小的气泡，所以氧利用率会得到有效提高。流一。化态的载体互相碰撞、磨擦，有效防止了因老化甚至生物反应池的结构设计能有效形成良好的流化死亡的生物膜造成的出水恶化。态，提高氧利用率，防止填料流失，大大减小占地面由于导流板3的设置，出水区为静止区，杜绝了积，提高出水质量，基建投资可降低10％以上，运行载体随出水流失。费用可降低约20％。生物反应池抗负荷冲击能力非常好，原因除上述通过实际工程应用说明，流动床和厌氧、缺氧特点外，还有其进水方式属于完全混合型，进水与生池组合可取得更好的脱氮除磷效果，尤其对于原有的物池混合液快速完全混合，使来水水质变化较大时，污水厂进行改造，改造工作量小，不需要增加占地面生物池负荷得以缓冲，保障出水水质。积。四、工程应用实例禹城市污水处理厂二期工程设计规模为325000m/d。为保护环境，充分利用废水资源，设计将禹城城市污水进行集中处理，采用反硝化（缺氧）107'