組合曝氣式生物濾池處理廢水探討

劉芳延

(天津市河東區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心，天津 300000)

1 引言

當前，我國工業(yè)污水的排放量約為6000萬m3/d，城市生活污水的排放量約為5000萬m3，我國超過1/3的河道已經(jīng)被污染。廢水的污染性主要體現(xiàn)在：廢水排放量大，廢水成分復雜，廢水中含毒物質(zhì)多，廢水治理水平落后。廢水的處理方法按作用原理，可分為物化法、化學法和生物法[1]。但是，單一的技術很難徹底處理廢水，通常綜合采用兩種或兩種以上方法進行處理。

2 廢水的處理方法

2.1 物化法

物化法是基于物理化學的作用原理，以除去廢水中不能溶解的固體懸浮物為主， 兼并除去少部分能導致產(chǎn)生生化耗氧量的物質(zhì)，還可以起到降低和消除色度的作用。處理過程中污染物的化學性質(zhì)并不會改變，通常的方法有膜分離法、氣浮法、絮凝沉淀法、吸附法等。

2.1.1 膜分離技術

膜分離技術[2，3]是20世紀初出現(xiàn)的一種新型高效的分離技術，是指以外界能量或化學位差為推動力，通過膜對混合物中各個組分的選擇滲透的作用差異，對雙組分或者多組分混合的氣體或液體進行分離、分級、提純和富集。采用膜分離技術處理廢水，可以大大降低環(huán)境的污染程度，同時，膜分離技術由于其低成本和占地小等優(yōu)點，逐漸受到行業(yè)的青睞[4]。

2.1.2 氣浮法

氣浮法技術是指通過一定的壓力條件，使空氣溶解于水中，再經(jīng)過減壓釋放使溶解的空氣形成微小氣泡，通過向廢水中添加混凝劑，使水中微小的懸浮固體纖維和填料等粘附到空氣形成的氣泡上，隨著氣泡上升到水面形成浮渣除去，達到凈化的目的。氣浮法具有占地面積小、出水水質(zhì)好、浮渣含水少等優(yōu)點。平均可以去除80%以上的懸浮物質(zhì)。目前淺層氣浮法效果較好，應用相對廣泛，主要由于其效率高、投資少、運行可靠的優(yōu)點。

2.1.3 絮凝沉淀法

絮凝沉淀法是在廢水中加入助凝劑和混凝劑，使水中的大分子有機物和膠體物質(zhì)形成絮狀物，再使用固液分離裝置如氣浮、沉淀、過濾等，帶走水中的固體物質(zhì)。絮凝沉淀法是目前一種投資少，較經(jīng)濟，具有過程簡單、操作便捷、高效率等優(yōu)點的水處理技術。高分子絮凝劑[5,6]具有良好的絮凝、脫色能力，操作使用較為便捷。大量實驗可以證明，絮凝劑的活性會隨著其分子量的增大而不斷升高[7]。由于該法對造紙廢水中細小纖維和其他細小固體顆粒以及難降解有機污染物等的去除、濁度、色度等的降低有很好的效果，因此被廣泛應用在控制造紙行業(yè)的污染中。

2.2 化學法

化學法是指利用物質(zhì)之間發(fā)生化學反應使得廢水中有害物質(zhì)的形態(tài)和組份發(fā)生改變而除去廢水中的有害物質(zhì)。其中，氧化法、電化學法和人工濕地等是廢水處理中主要的化學方法。

2.3 生物法

廢水的生物處理技術指的是利用厭氧菌、好氧菌等微生物的新陳代謝作用對廢水中的各類污染物進行降解，達到凈化廢水的目的。常見的微生物處理技術可根據(jù)微生物類型的不同分為好氧法和厭氧法。其優(yōu)點是運行費用偏低，若與上述所介紹的其他方法搭配使用，可大大提高處理效率。

目前，廢水的處理工藝有很多，但是根據(jù)研究與長期經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，不管是物化法、化學法還是生物法，都有其一定的缺陷。隨著現(xiàn)代社會對環(huán)境問題的重視，越來越多的廢水處理新技術被人們研究和發(fā)展，并應用于實際生產(chǎn)中。

3 曝氣式生物濾池處理廢水的研究

3.1 曝氣式生物濾池起源及發(fā)展

生物濾池法是以生物膜法為基礎，不斷發(fā)展而來的。如今應用最為廣泛的是曝氣生物濾池。曝氣生物濾池的提出是在20世紀90年代初，它以普通生物濾池為基礎，借鑒了污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設計思路，進而研究出的污水處理新工藝。曝氣生物濾池最先是在歐美等地發(fā)展起來的一種新型污水生物處理技術，它也可以稱為淹沒式曝氣生物濾池，現(xiàn)在已經(jīng)從最初只應用于污水的三級處理直接發(fā)展為二級處理[8]。

曝氣生物濾池是近些年來發(fā)展的一種新型的污水處理技術，在歐美和日本等發(fā)達國家已經(jīng)廣為流行，它是集生物降解固液分離于一體的污水處理設備。目前這種技術已被污水處理廠廣泛應用。

3.2 曝氣式生物濾池的優(yōu)點

(1)曝氣式生物濾池運行方式能夠使氣、水的分配更加均勻，防止產(chǎn)生的氣泡在濾料層凝結(jié)，氧氣利用率升高，而能耗降低。

(2)從工藝性能上看，曝氣生物濾池由于生物量大，生物絮凝效果和截留效果共同作用使得濾池抗沖擊能力較強。

(3)從運行效果上看，曝氣生物濾池一般15～30 d可完成掛膜，具有易掛膜啟動快的優(yōu)勢。

(4)從管理角度上看，曝氣生物濾池自動化程度高，運行管理方便。

曝氣生物濾池工藝在廢水處理過程中運用的物理作用主要為沉淀法和氣浮法。

4 結(jié)語

目前我國廢水的處理方法主要包括物化法、化學法以及生物法等，這些方法都能取得一定的效果，但因為廢水具有大排量、多種污染物等特點，若單獨使用這些方法去處理造紙廢水都會有一定的局限性。物化法處理廢水設備占地面積大，基建費用高；化學法處理廢水所需試劑費用高，設備復雜；而生物法處理廢水易受外界環(huán)境影響，處理效果不穩(wěn)定。因此尋找一種既經(jīng)濟又有效的污水處理方法成為研究的熱點。曝氣生物濾池具有占地面積小，基建費用低，管理方便，出水水質(zhì)好等特點，但對于應用在濾池中的濾料的選擇并不規(guī)范，運行效果以及投資運行成本等都存在諸多問題。因此對曝氣生物濾池進行研究以及基于其原理進行改造具有巨大的市場。

研究組合式生物濾池處理廢水指的是幾種方法聯(lián)合使用，包含生物法處理中的微生物培養(yǎng)，通過微生物的新陳代謝去分解、降解污染物；還包含化學氧化作用和物理沉降方法，既經(jīng)濟效果又好。而組合式生物濾池處理造紙廢水的填料是以粉煤灰基為原料，價格低廉，來源廣泛。濾池的整個工藝操作簡單，并具有以廢治廢、節(jié)約資源等優(yōu)點，將大幅消減原料來源開支，減少處理系統(tǒng)運行費用及占地費用，以此方法最終達到減少或者消除廢水對環(huán)境的污染的目的，使得廢水能達標排放，將對我國經(jīng)濟和社會發(fā)展以及環(huán)境保護具有重要意義。