小型污水处理设施

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生物接触氧化池的形式
接触氧化池按曝气装登的位置 ，分为直流式与分流式。
1.直流式
直流式接触氧化池的特点是直接在填料底部曝气，在填料上产生上向流，生物膜受到气流的冲击、搅动，加速其脱落、更新，使生物膜经常保恃较高的活性，而且能够避免堵塞现象的产生。此外，上升气流不断与填料撞击，使气泡反复切割，粒径减小，增加了气泡与污 水的接触面积，提高了氧的转移率。国内多采用直流式的接触氧化池。
2. 分流式
分流式接触氧化池充氧与填料分置于单独的区间，使污水在充氧间与填料间循环流动，这种形式在国外多采用。分流式接触氧化池有利于微生物的生长繁殖，供氧状况良好。但水流对生物膜冲刷力小，膜更新慢，易堵塞。
生物接触氧化法的工艺流程
生物接触氧化处理技术的工艺流程，一般可分为：一段处理流程、二段处理流程、多段处理流程。
1) 一段处理流程
也称一氧一沉法。原水先经调节池，再进入生物接触氧化池，然后流入二次沉淀池进行泥水分离。处理后的上层水排放或作进一步处理，污泥从二次沉淀池定期排走。这种流程虽然在氧化池中有时会引起短路，但全池填料上的生物膜厚度几乎相等，BOD负荷大体相同，具有*混合型的特点，营养物(F)与活性微生物的重量(M)之比较低，微生物的生长处于下降阶段。此时微生物的增殖不再受自身生理机能的限制，而是由污水中营养物质的量起主导作用。

2) 二段处理流程
也称二氧二沉法。采用二段法的目的，是为了增加生物氧化时间，提高生化处理效率， 同时更适应原水水质的变化，使处理水质稳定。原水经调节池调节后，进入第yi生物接触氧化池，然后流入中间沉淀池进行泥水分离，上层水继续进入第二接触氧化池，后流入二次沉淀池，再次泥水分离，出水排放，沉淀池的污泥定期排出。
在二段法流程中，需控制第yi段氧化池内微生物处于较高的F/M条件，当 F/M > 2.1时，微生物生长率可处于上升阶段，此时营养物远远超过微生物生长所需，微生物生长不受营养因素的影响，只受自身生理机能的限制，因而微生物繁殖很快，活力很强，吸附氧化有机物的能力较高，可以提高处理效率。为了维持微生物能处于较高的F/M条件下，BOD负荷随之提高，处理水中有机物浓度也就必然要高一些，这样在第二阶段氧化池内，须根据需要控制适当的F/M 条件，一般在0.5左右，此时的微生物处于生长率下降阶段后的内源性呼吸阶段。由此可见，二段法流程的微生物工作情况与推流式活性污泥法或活性污泥AB法 相似。
一段法流程简单易行，操作方便，投资较省，但对BOD的降解能力不如二段法。二段法流程处理效果好，可以缩短生物氧化所需的总时间，但增加了处理装置和维护管理工作， 投资也比一段法高。一般来说，当有机负荷较低，水力负荷较大时，采用一段法为好。当有机负荷较高时采用二段法或推流式更为恰当。试验表明，二段法中的第yi接触氧化池，与第二接触氧化池容积比宜选用7: 3为好。在推流式流程中，既可按BOD变化的条件分格（第yi格大，以后逐渐减小）；也可按水力负荷分格（每格为相等大小），一段、二段接触氧化工艺处理流程。
3) 多段处理流程
上面所述一段、二段为两种基本流程，随着实践的变化，这两种流程可以随之变化。例如，有将接触氧化池分格，不设中间沉淀池，按推流型运行，形成多段处理流程。氧化池分格后，可使每格的微生物与负荷条件更相适应，利用微生物专性培养驯化，提高整的处理效率，其工艺流程如下图所示。
生物接触氧化法的主要特点
生物接触氧化法与活性污泥法相比，两者的综合造价基本相同，但生物接触氧化法比活性污泥法有以下几个优点：
(1)适用范围广；
(2)处理系统的可靠性和稳定性较高；
(3)动力消耗低；
(4)可间歇运行。
尽管生物接触氧化法具有许多优点，是一种的生化处理工艺，但也存在着一些缺点：
(1)生物膜的厚度随负荷的增高而增大，负荷过高则生物膜过厚，引起填料堵塞，故负荷不易过高，同时要有防堵塞的冲洗措施；
(2)填料及支架等往往导致建设费用增加，更换填料时工作量大。

曝气生物滤池处理污水的原理是反应器内滤料上所附生物膜中微生物氧化分解作用，滤料及微生物膜的吸附阻留作用和沿着水流方向形成的食物链分级捕食作用以及微生物膜内部微环境的反硝化作用。
根据曝气生物滤池中的水流流向，其可分为上向流和下向流曝气生物滤池，由于上向流曝气生物滤池接近于理想滤池，所以在实际工程中应用较多。
曝气生物滤池反应器为周期运行，从开始过滤到反冲洗完毕为一个完整的周期。具体过程如下：

经预处理的污水从滤池底部进入滤料层，滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气，气水为同向流。在滤池中，有机物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境，在硝化的同时实现部分反硝化，从滤池上部的出水可直接排出系统。
随着过滤的进行，由于滤料表面新产生的生物量越来越多，截留的SS不断增加，在开始阶段滤池水头损失增加缓慢，当固体物质积累达到一定程度，使水头损失达到极限水头损失或导致SS发生穿透，此时就必须对滤池进行反冲洗，以除去滤床内过量的微生物膜及SS，恢复其处理能力。
小型污水处理设施曝气生物滤池的反冲洗采用气水联合反冲，反冲洗水为经处理后的达标水，反冲洗空气来自于滤板下部的反冲洗气管。反冲洗时关闭进水和工艺空气，先单独气冲，然后气水联合冲洗，后进行水漂洗。反冲洗时滤料层有轻微膨胀，在气水对滤料的流体冲刷和滤料间相互摩擦下，老化的生物膜与被截留的SS与滤料分离，冲洗下来的生物膜及SS随反冲洗排水排出滤池，反冲洗排水回流至预处理系统。

曝气生物滤池作为一种膜法污水处理新工艺，与传统活性污泥法和接触氧化法相比，具有以下特点：具有较高的生物浓度和较高的有机负荷
曝气生物滤池采用的为粗糙多孔的球状滤料，为微生物提供了较佳的生长环境，易于挂膜及稳定运行，可在滤料表面和滤料间保持较多的生物量，单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量（可达10～15g/l），高浓度的微生物量使得BAF的容积负荷增大，进而减少了池容积和占地面积，使基建费用大大降低。
工艺简单、出水水质好
由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超过10mg/l，因此可省去二沉池，进而降低基建费用。因进行周期性的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄，活性较高。有时即使生物处理发生故障，在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。BAF的处理出水不但可以满足排放标准，同时可用于回用。
抗冲击负荷能力强
由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，其对有机负荷、水力负荷的变化不象传统活性污泥那么敏感，同时无污泥膨胀问题。
氧的传输效率高
曝气生物滤池中氧的利用率可达20%～30%，曝气量明显低于一般生物处理。其主要原因是：①因滤料粒径小，气泡在上升过程中不断被切割成小气泡，加大了气液接触面积，提高了氧的利用率；②气泡在上升过程中，由于滤料的阻挡和分割作用，使气泡必须经过滤料的缝隙，延长了其停留时间，同样有利于氧的传质；③理论研究表明，BAF中氧气可直接渗入生物膜，因而加快了氧气的传输速度，减少了供氧量。
易挂膜、启动快
BAF调试时间短，一般只需7～12天，而且不需接种污泥，采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面，微生物不易流失，使其运行管理简单。BAF在短时间内不使用的情况下可关闭运行，一旦通水并曝气，可在很短时间内恢复正常运行，这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。

生物接触氧化处理技术的实质之一是在池内充填填料，已充氧的污水将填料浸没全部，并以一定的流速流经填料。而填料上布满生物膜，污水与生物膜通过接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化，因此，生物接触氧化处理技术又称为淹没式曝气生物滤池。
生物接触氧化池的构造
接触氧化池是由池体、填料及支架、曝气装置、进出水装置以及排泥管道等部件所组成。
（一）池体
池体的作用除了进行净化污水外，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。池体的平面尺寸以满足布水、布气均匀，填料安装、维护管理方便为准。池体的底壁须有支承填料的框架和进水进气管的支座。池体厚度根据池的结构 强度要求来计算。高度则由填料、布水布气层 、稳定水层以及超高的高度来计算。同时，还必须考虑到充氧设备的供气压力或提升高度。各部位的尺寸一般为：池内填料高度为3.0~3.5m;底部布气层高为0.6~0.7m;顶部稳定水层0.5~0.6m,总高度约为4.5~5.0m。