鄒 文 鄭 瑤 鄭 超

(1.吉林省雙龍環(huán)境工程有限公司,吉林長(zhǎng)春 130117)(2.吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130011)（3.恒大長(zhǎng)白山礦泉水有限公司,吉林白山)

1 引言

根據(jù)實(shí)際工程數(shù)據(jù)，山東省某食品企業(yè)污水處理廠二沉池出水COD并不能穩(wěn)定低于60mg/L。為響應(yīng)國(guó)家減排號(hào)召，山東省某食品企業(yè)污水處理廠將進(jìn)行提標(biāo)改造工作，其出水COD要求低于30 mg/L，其他指標(biāo)要求同一級(jí)A。處理的污水包括低濃度廢水和高濃度廢水。其中低濃度水由大部分的生活污水和蒸發(fā)冷凝水，及少部分的以山東省某食品企業(yè)污水處理廠為主的工業(yè)廢水構(gòu)成。高濃度廢水主要為淀粉和葡萄糖廢水。

2 試驗(yàn)方案

2.1 工藝技術(shù)

根據(jù)污水水質(zhì)的特點(diǎn)及我公司的經(jīng)驗(yàn)，本試驗(yàn)采用了曝氣生物濾池和后置二級(jí)臭氧塔的聯(lián)合處理工藝。

2.1.1 曝氣生物濾池

生物濾池凈水原理是濾池內(nèi)濾料上生長(zhǎng)的生物膜中微生物氧化分解作用，濾料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物鏈分級(jí)捕食作用以及生物膜內(nèi)部微環(huán)境和厭氧段的反硝化作用。濾池的濾料表面附著生長(zhǎng)著高活性的生物膜，內(nèi)部曝氣。

本生物濾池采用的濾料為火山巖濾料（粒徑為2-4mm）。選用火山巖濾料優(yōu)勢(shì)為：

（1）火山巖生物濾料物理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

火山巖生物濾料在物理微觀結(jié)構(gòu)方面表現(xiàn)為：表面粗糙多微孔，這些特點(diǎn)特別適合于微生物在其表面生長(zhǎng)、繁殖，形成生物膜。

（2）火山巖生物濾料在化學(xué)微觀結(jié)構(gòu)方面表現(xiàn)為：

①微生物化學(xué)穩(wěn)定性：火山巖生物濾料抗腐蝕，具有惰性，在環(huán)境中不參與生物膜的生物化學(xué)反應(yīng)。

②表面電性與親水性：火山巖生物濾料表面帶有正電荷，有利于微生物固著生長(zhǎng)，親水性強(qiáng)，附著的生物膜量多且速度快。

③對(duì)生物膜活性的影響方面：作為生物膜載體，火山巖生物濾料對(duì)所固定的微生物無害、無抑制性作用，實(shí)踐證明不影響微生物的活性。

（3）火山巖生物濾料在水力學(xué)方面表現(xiàn)為：

①空隙率：內(nèi)外平均孔隙率在 40%左右，對(duì)水的阻力小，同時(shí)與同類濾料相比，所需濾料量少，同樣能達(dá)到預(yù)期過濾目標(biāo)。

②比表面積：比表面積大、開孔率高且惰性，有利于微生物的接觸掛膜和生長(zhǎng)，保持較多的微生物量，有利于微生物代謝過程中所需的氧氣與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及代謝產(chǎn)生的廢物的傳質(zhì)過程。

③濾料形狀與水的流態(tài)：由于火山巖生物濾料是無尖粒狀，且孔徑大多數(shù)比陶粒要大，所以在使用時(shí)對(duì)水流的阻力小，節(jié)省能耗。

2.1.2 臭氧高級(jí)氧化技術(shù)

臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，與有機(jī)物反應(yīng)途徑有直接反應(yīng)和利用臭氧分解產(chǎn)生的HO·進(jìn)行間接反應(yīng)。臭氧與污水中難降解的有機(jī)物反應(yīng)過程中，通過開環(huán)、斷鏈等方式來使難降解機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單的有機(jī)物或二氧化碳和水從而達(dá)到去除有機(jī)物的目的。

2.1.3 工藝耦合與強(qiáng)化

通過曝氣生物濾池可除去絕大部分懸浮物、SS及部分難降解有機(jī)物，可提高臭氧的利用率，以達(dá)到減少臭氧的投加量，進(jìn)而減少臭氧發(fā)生器的耗電量即節(jié)能目的。并且后置臭氧，在調(diào)節(jié)臭氧量時(shí)不會(huì)對(duì)現(xiàn)有的曝氣濾池上的生物膜產(chǎn)生沖擊，臭氧量的改變不會(huì)產(chǎn)生連鎖效應(yīng)。于是可根據(jù)曝氣生物濾池的出水隨時(shí)調(diào)整臭氧量，不必顧慮其他的不良影響，它具有即時(shí)的作用。

整個(gè)試驗(yàn)工藝是一個(gè)有機(jī)整體，多個(gè)技術(shù)的互相耦合保證了工藝流程的完整性、穩(wěn)定性和高效性。

2.2 臭氧—生物炭工藝

為了試驗(yàn)在低負(fù)荷的情況下（進(jìn)水COD在35mg/L左右），生物碳的運(yùn)行效果。本次試驗(yàn)的中后期特格外增加了一個(gè)生物碳池，以獲取臭氧—生物碳工藝在低負(fù)荷的情況下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為以后的試驗(yàn)工藝的選取提供一定的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

2.2.1 活性炭生物床

利用生物炭的吸附作用，協(xié)同附著在生物炭上微生物的生物降解作用，即實(shí)現(xiàn)了活性炭生物床對(duì)污水COD的降解作用，又可以實(shí)現(xiàn)生物炭床的再生功能。煤質(zhì)炭具有價(jià)格低廉、孔徑大、易掛膜的優(yōu)勢(shì)，是生物炭的首選材料。

2.2.2 臭氧-生物炭?jī)羲?/p>

該工藝?yán)贸粞躅A(yù)氧化作用，使水中難以生物降解的有機(jī)物斷鏈、開環(huán)，轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的脂肪烴，改變其生化特性。臭氧除了自身能將某些有害有機(jī)物氧化變成無害物外，在客觀上還可以增加小分子的有機(jī)物，使活性炭的吸附功能得到更好的發(fā)揮?；钚蕴磕軌蜓杆俚匚剿械娜芙庑杂袡C(jī)物，同時(shí)也能富集微生物，使其表面能夠生長(zhǎng)出良好的生物膜，靠本身的充氧作用，炭床中的微生物就能以有機(jī)物為養(yǎng)料大量生長(zhǎng)繁殖好氧菌，致使活性炭吸附的小分子有機(jī)物充分生物降解。

3 設(shè)計(jì)參數(shù)及工藝流程

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

本試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理流量為：400L/h。

本項(xiàng)目只針對(duì)去除COD有所要求，其他水質(zhì)指標(biāo)在處理前均已達(dá)標(biāo)。具體進(jìn)、出水指標(biāo)如下：進(jìn)水指標(biāo)控制在60mg/l左右，出水指標(biāo)控制在30mg/L以下。

3.2 工藝流程

針對(duì)該水廠提供數(shù)據(jù)，本試驗(yàn)主體工藝流程為：

二沉池出水→曝氣生物濾池→兩級(jí)臭氧塔→出水。

額外增加生物碳池后的工藝流程為：

二沉池出水→曝氣生物濾池→兩級(jí)臭氧塔→臭氧吹脫裝置→曝氣生物碳池→出水。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

通過一個(gè)多月的運(yùn)行數(shù)據(jù)來看，生物碳池出水較穩(wěn)定，它的COD的平均去除率為12.2%。從中可看出，此次生物碳池對(duì)COD的去除效果不是很高，原因?yàn)椋?/p>

（1）經(jīng)過曝氣生物濾池的生化處理后，到達(dá)生物碳池的污水的可生化性變得很低，生物碳池的處理COD的能力因此發(fā)揮不出來。

（2）生物濾池因設(shè)在室外，在冬季氣溫低的情況下，它的運(yùn)行溫度不是很高，約18℃左右。雖然采取了很多的保溫措施，如：在生物碳池進(jìn)水的儲(chǔ)水池和生物碳池外包棉被做保溫，在生物碳池進(jìn)水的儲(chǔ)水池內(nèi)放置恒溫加熱棒進(jìn)行加熱，在碳池進(jìn)水管外套保溫棉做保溫等。但是這些對(duì)碳池溫度的提高的作用有限。估計(jì)如此的運(yùn)行水溫也是影響此次碳池處理能力的一個(gè)制約因素。

5 試驗(yàn)結(jié)論及建議

1、實(shí)驗(yàn)證明：該工藝處理該水廠的低負(fù)荷污水，能夠滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。本工藝系統(tǒng)具有一定的抗沖擊及迅速恢復(fù)的能力。

2、在火山巖裝填過程中發(fā)現(xiàn)火山巖的碎渣很多，反洗時(shí)很難徹底清洗干凈，所以建議在火山巖裝填前應(yīng)先用水清洗一下。

3、曝氣生物濾池的生物膜培養(yǎng)初期除添加適量的葡萄糖做營(yíng)養(yǎng)源外，添加少量的磷元素也有很大的積極意義。

4、曝氣生物濾池的生物膜馴化過程中，逐步提高進(jìn)水流量有其必要性。但在實(shí)際工程中，可縮短馴化周期。

5、鑒于當(dāng)?shù)囟練鉁剌^低，在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮管道的保溫措施。

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