升流式曝氣生物濾池深度處理城市污水的工藝特性

【摘要】采用升流式曝氣生物濾池工藝進行城市污水處理一直是我國城市污水處理的主要方式，但隨著我國對城市污水處理提出更高標準的要求，傳統工藝已無法滿足處理需要，尤其是二級生化處理后對污水可生化性的要求。而采用升流式曝氣生物濾池深度處理進行城市污水處理，能夠有效提升升流式曝氣生物濾池處理氨氮、SS等物質的效率，這是傳統工藝所無法達到的。為此，文章對升流式曝氣生物濾池深度處理城市污水的工藝特性進行了具體的分析。

【關鍵詞】升流式曝氣生物濾池；深度處理；城市污水；工藝特性

自上個世紀80年代以來，曝氣生物濾池在我國污水處理中有了廣泛的應用，并且隨著社會的發展工藝逐漸得到了進步，但當前由于社會對污水處理質量有了更高標準的要求，所以，城市污水處理不僅要從經濟性、高效性等方面進行工藝設置，還應從處理效果上進行更深入的探究。為此，文章對升流式曝氣生物濾池深度處理城市污水的工藝特性進行深入的分析。

1、試驗概述

試驗選擇在山東某地污水處理廠進行，此污水處理廠的污水通過二級生物處理后，水質標準已達到了國家相關規定的排放標準，但從生活雜用水以及工業冷卻水回用的角度來講，并未達到相應的標準。為此，文章通過試驗進行水質檢測，試驗過程中，使用直徑為300毫米的有機玻璃柱作為濾池，玻璃柱的高度為6米，內部有3米高的空間被陶粒填充，陶粒的粒徑控制在2毫米至5毫米之間；在陶粒層中每隔50毫米設置一個取樣口，并將長柄濾頭以及曝氣管深入到礫石層20厘米左右的位置，通過升流式曝氣設置，使空氣與污水從玻璃柱下部位置進入到內部，通過反應器從玻璃柱的頂部流出，試驗中各項運行參數指標如表1所示[1]。

2、試驗過程以及試驗結果分析

2.1生物相以及曝氣生物濾池的啟動

在此次試驗過程中接種用水使用的是氯化溝的水，每小時濾速達到了0.25米，每小時工藝曝氣量在100L，達到了標準要求，能夠進行循環曝氣，在24小時后氯化溝出水即可通入進行處理，通過這項設置，一個月時間內，濾速會從每小時0.5米上升到每小時4米。通過試驗發現，出水效果以及生物掛膜是影響曝氣量的兩項主要因素，當曝氣量增大時，濾池中會產生高溶解氧，從而能夠提升處理效率，使COD降低；同時，通過曝氣量的加大能夠加速已老化生物膜的脫落效率，防止濾池因生物膜過厚出現堵塞等情況，并且有助于廢水的擴散，提升處理效率[2]。但是需要注意的是，曝氣量的增大也會對生物掛膜造成不利影響，尤其是處理污染物濃度偏低的污水時，曝氣量的增加不利于生化降解，所以導致微生物在營養不充足的情況下會先進行自身消耗，無法牢固的附著在填料表面，并持續生長。

通過反復觀察試驗過程中反沖污泥對濾池中生物相造成的影響，可以看出在升流式曝氣濾池中微生物在生物相以及氧化溝之間的生長種類有著明顯的差異。在氧化溝中常見的生物相有鐘蟲、太陽蟲、線蟲、吸管蟲、纖蟲等；另外，還會生長少量的微型藻類，由此可以看出，在氧化溝中成熟的生物相以及老化的生物相是同時存在的，但是纖毛蟲在生物相總量中占據了七成左右的比例，從而可以反映出濾池內污泥會長期處于活躍狀態，并不斷增長。

2.2升流式曝氣生物濾池去除污染物

在此次試驗過程中，二級出水后，COD并沒有被高效去除，只能去除掉二成至三成左右，但BOD5能夠被高效去除；再經過深化處理后，COD的含量逐步穩定，BOD5也會下降至每升5毫克以下，從綜合的角度來講，平均去除率可達到八成左右。同時，通過試驗發現，在去除COD以及SS過程中，其二者存在一定的關聯性，懸浮固體顆粒物是造成污水混濁的主要原因，因此，懸浮顆粒物多、污水的混濁度也越高，但當混濁度下降到1.0以下以后，污水的透明情況已基本與自來水相同，而且臭味也有所降低[3]。這就說明在利用升流式爆氣生物濾池進行污水處理，能夠有效去除其中的氨氮等物質，并且對懸浮顆粒物進行近40%的去除，這樣即可滿足工業冷卻水以及生活雜用水的回收標準。

2.3去除率與水力負荷、有機負荷之間的關系

使用曝氣生物濾池進行污水處理有一項明顯的優勢，即其水力負荷以及有機負荷都較大，所以在處理過程中水力不會產生較長時間的停留。通過試驗發現，在處理過程中，水力負荷以及有機負荷的不斷增大，會使COD的濃度也有所增加，各項污染物質的去除率也會受到影響。因在濾速下降過程中，空氣與水在濾池內流動的阻力也會越大，所以導致濾池內空氣與水出現不均勻的情況；同時，在低濾速的條件下，濾池內的有機負荷也會降低，從而出現微生物營養不足，導致去除效率下降[4]。所以，在高濾速的情況下，濾池內各項運行指標才會得到改善，提升處理效率與效果。但需要注意的是，當濾速達到上限后，污水只能短暫停留在濾池水力中，這樣在不完全處理其中的污染物情況下就會被水流帶出，從而導致去除效果下降。而SS在水力負荷大的情況下，去除濁度的效率高，能夠通過物理截留大量的SS，但因沖擊力過大，也會造成生物膜脫落的情況，從而導致陶粒截留的污染物被帶出。所以，將濾速控制在每小時2米至3米的范圍內最適宜。

2.4溶氧量與填料層高度之間的關系

微生物填料層高度對溶氧量有著顯著的影響，而且種類上的差異與數量上的差異也會對溶氧量造成影響。這是因為順著空氣與水流的方向，填料高度不同，其產生的有機污染物濃度也不同，從而決定了溶氧量之間也會存在差異。從其綜合關系上來看，微生物數量增加，微生物的種類就會減少，所以，按照其關系進行試驗，采用升流式設計的方式，不斷提升調料的高度，發現溶氧量會隨著填料高度的增加而增加，這與有些資料中提供的信息不相符合，從而也說明，在進水端位置微生物的繁殖最為活躍，而且微生物的數量大，需要較多氧量[5]。

2.5升流式曝氣生物濾池反沖周期的確定與恢復

在升流式曝氣生物濾池運行較長時間后，填料層中截留的生物量會有所增加，從而導致填料層孔隙率下降，這樣會逐漸增加水頭損失，致使濾池的能耗增加；并且一旦填料層孔隙率降低，空氣與水就會出現分布不均的情況，從而導致微生物生長的氧量不足。此外，曝氣量集中在濾池內某填料層后，會出現較大程度的擾動，穿透填料層，導致處理效果下降，為了避免這種情況的出現，需要定期進行反沖洗，保障填料層的處理能力，反沖洗最好采用水、氣聯合的方式，這樣能夠通過水利負荷以及有機負荷去除掉濾池中截留的污泥以及懸浮顆粒物質。但要控制要反沖洗的強度，如果出現沖洗過度的情況，濾池內的微生物數量就會減少，從而導致處理時間延長，水、氣的分布也會出現不均衡的情況[6]。為此，污水處理應結合實際情況以及處理標準進行反沖強度以及反沖時間控制，此次試驗過程中，每隔兩天到三天的時間進行一次反沖洗，但由于反沖影響微生物的生長，所以仍需6個小時的恢復時間，才能滿足處理標準的要求[7]。

采用升流式曝氣生物濾池進行污水處理能夠滿足我國工業冷卻水與生活雜用水的回收標準，緩解了城市水資源緊張的情況，但在使用這種污水處理工藝過程中，需要掌握住其中需要注意的工藝要點，保障工藝能夠充分發揮作用，提升處理效果，提高我國對水資源的利用效率，并改善水環境，發揮出污水處理的經濟效益以及環境效益[8]。

結語：

綜上所述，采用升流式曝氣生物濾池進行城市污水深度處理，具有較高的可行性以及處理效果，處理后的廢水能夠達到一級排放標準的要求，并能夠回收應用到生活雜用水以及工業冷卻水中，所以，城市污水處理中可以廣泛的使用此工藝流程。但需要注意的是，使用此工藝進行污水處理時，要明確溶氧量、填料層高度、水利負荷、有機負荷、反沖強度、反沖周期等要素之間的關系，從而能夠始終將濾池保持在最佳的運行狀態中，高質量、高效率的完成污水處理，達到排放標準。

參考文獻：

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[7]李秀芳，吳建堃.后置石英砂濾池強化UBAF生物過濾效果的試驗研究[J].化學工程師，2014，29（3）：47-49.

[8]中國環境科學研究院.一種升流式臭氧曝氣生物濾池裝置及石化廢水處理方法：CN201510708163.X[P].2015-12-23.

作者簡介：

樓強，烏魯木齊城北再生水有限公司，新疆烏魯木齊。