陳 剛，韓元培，冷棟云

(開封龍宇化工有限公司 河南省聚甲醛基新材料工程技術(shù)中心，河南 開封 475200)

0 前言

開封龍宇污水處理采用的工藝為：調(diào)節(jié)池+預(yù)處理池+厭氧池+好氧池。其中，預(yù)處理池與厭氧池內(nèi)懸掛疊片展開式懸浮微生物載體形成生物膜填料，為細(xì)菌提供生長場所并有效吸附污泥。

疊片展開式懸浮微生物載體展開前為折疊形式，展開前后的體積比為1/17～1/13。展開前為折疊形式，展開后即成型載體，具有體積小、占用空間小、便于運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。疊片展開式生物載體表面有多個敞口，并在載體內(nèi)部形成蜂窩狀通道，載體的比表面積大，比表面積高于500 m2/m3，高于傳統(tǒng)空心懸浮載體(堆積密度高達(dá) 92.5 kg/m3，而比表面積僅為 110 m2/m3)。疊片展開式生物載體構(gòu)造獨(dú)特，空隙率高達(dá) 44%，非常適宜作為微生物載體，對污水、氧氣的傳質(zhì)效果好，生物膜的生長環(huán)境養(yǎng)料充分，微生物活性高，降解污染物質(zhì)效果好。

疊片展開式懸浮微生物載體填料分別安裝在預(yù)處理池和厭氧池中，每個池子尺寸為24 m×12 m×6 m，填料懸掛區(qū)域體積為800 m3，高度為3.0 m，距池底2.5 m，距池子液面0.5 m，生物池水深6.0 m。

疊片展開式懸浮微生物載體圖見圖1。疊片展開式懸浮微生物載體安裝示意圖見圖2。

圖1 疊片展開式懸浮微生物載體圖

圖2 疊片展開式懸浮微生物載體安裝示意圖

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原材料

生產(chǎn)污水：COD≤5 500 mg/L，甲醛≤1 000mg/L，pH值3.3～3.7。工業(yè)用硫酸鋁：氧化鋁(Al2O3)(固體)，≥15.6%，pH值(1%水溶液)≥3.0。工業(yè)用磷酸二氫鈉：磷酸二氫鈉(以NaH2PO4·2H2O計)，≥98.0%，pH值(10 g/L溶液)4.4±0.2。工業(yè)用尿素：外觀，顆粒狀，無機(jī)械雜質(zhì)；總氮(N)(以干基計)≥46.0%；縮二脲含量≤1.0%；水分≤0.7%。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

工藝廢水調(diào)節(jié)池1座，24 000 mm×12 000 mm×6 500 mm。甲醛預(yù)處理反應(yīng)器1座，2 400 mm×7 800 mm×6 500 mm。AHCR厭氧池1座，2 400 mm×7 800 mm×6 500 mm。OHCR好氧反應(yīng)器1座，60 000 mm×11 800 mm×6 500 mm。一級提升泵2臺，Q=100 m3/h，H=20 m。二沉池1座，直徑16 m。固液反應(yīng)分離器1座，16 900 mm×7 400 mm×4 500 mm?；钚蕴刻幚砥?座，1 690 mm×3 000 mm×5 000 mm。攪拌機(jī)2臺，4 kW。球形蜂窩狀疊片生物載體8 700個，直徑108 mm。二級提升泵2臺，Q=86.6 m3/h，H=38 m。

1.3 實(shí)驗(yàn)原理

本實(shí)驗(yàn)采用A/O工藝進(jìn)行污水處理，采用活性污泥法來實(shí)現(xiàn)，活性污泥將污水中的有機(jī)物氧化分解成無機(jī)物，從而使污水得到凈化[1]。處理后出水水質(zhì)的好壞同組成活性污泥的細(xì)菌種類、數(shù)量有關(guān)。污水處理主要目的是為活性污泥或微生物提供好的環(huán)境條件以發(fā)揮其最大的活力?；钚晕勰嘀械募?xì)菌主要由菌膠團(tuán)細(xì)菌及絲狀細(xì)菌組成，它們構(gòu)成了活性污泥的主要成分，微型動物附著生長于其上。細(xì)菌、微型動物與其他微生物加上廢水中的懸浮物等雜質(zhì)混雜在一起，形成了具有很強(qiáng)的吸附、分解有機(jī)物能力的活性污泥。

①厭氧反應(yīng)原理：利用厭氧菌的作用，通過厭氧條件下消化去除水中高濃度有機(jī)物，提高COD的去除率，將難降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿与y降解有機(jī)物，再次轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿右妆唤到獾挠袡C(jī)物，提高BOD與COD的比值。厭氧過程可分為水解階段、酸化階段和產(chǎn)甲烷階段。水解階段是指細(xì)菌將在污水中都以膠體或固體存在的大分子有機(jī)物水解成可吸收的物質(zhì)，如將蛋白質(zhì)水解為便于吸收的氨基酸和脂肪酸。酸化階段是指水解后的物質(zhì)吸入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)繼續(xù)分解為揮發(fā)性脂肪酸、揮發(fā)醇以及一些醛酮類物質(zhì)。產(chǎn)甲烷階段是指將酸化階段產(chǎn)生的物質(zhì)吸入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行代謝從而產(chǎn)生甲烷以氣體形式揮發(fā)出去。

②好氧反應(yīng)原理：活性污泥在曝氣條件下進(jìn)行有氧呼吸，對污泥進(jìn)行長時間的曝氣，進(jìn)一步把有機(jī)物分解成無機(jī)物，使污泥中的可生物降解部分被氧化去除變成二氧化碳、水等物質(zhì)，氨氮隨著消化作用的進(jìn)行而逐步被氧化為硝酸鹽。在曝氣的作用下，混合液得到足夠的溶解氧，并使活性污泥與污水充分接觸。污水中的膠體狀和溶解性有機(jī)物被活性污泥吸附，并被活性污泥中的微生物氧化分解，使污水得到凈化。

1.4 實(shí)驗(yàn)過程

生產(chǎn)污水COD及HCHO經(jīng)過調(diào)配后直接進(jìn)入調(diào)節(jié)池中，調(diào)節(jié)池的作用是為后工序提供水質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定的污水，解決污水不均勻性，使生物池的進(jìn)水量及進(jìn)水指標(biāo)均勻，降低對后續(xù)工段生物池的沖擊?？赏ㄟ^在調(diào)節(jié)池內(nèi)加片堿或硫酸調(diào)節(jié)其pH值，保證水質(zhì)穩(wěn)定。生產(chǎn)污水pH值在3.2左右，根據(jù)預(yù)處理池和厭氧池內(nèi)的pH值及時調(diào)整調(diào)節(jié)池pH值保持在3.3～3.6，使污水更適合生物段微生物。調(diào)節(jié)池水溫通過調(diào)節(jié)池上部兩座涼水塔進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)四季變化確定涼水塔投運(yùn)臺數(shù)，水溫一般控制在25～35 ℃。

經(jīng)過調(diào)節(jié)池調(diào)整合格后的污水進(jìn)入甲醛預(yù)處理反應(yīng)池，池中掛有疊片展開式懸浮微生物載體填料用于吸附污泥，形成生物膜反應(yīng)器。預(yù)處理池活性污泥中含有大量馴化培養(yǎng)的抗甲醛微生物，對甲醛毒性耐受性較好，處理甲醛的效果與其他微生物相比效果優(yōu)異，能抵抗較高濃度甲醛的沖擊。預(yù)處理反應(yīng)池的作用是降低高濃度甲醛含量，抵抗高濃度甲醛沖擊，為后續(xù)生物段處理提供較好的環(huán)境。預(yù)處理池南北兩端各有一臺推進(jìn)器，保持使污水在池中循環(huán)流動，確保與微生物充分接觸，使處理效果更好，90%以上的甲醛、70%以上的COD從預(yù)處理池除去。

預(yù)處理池處理后的污水由手動控制鑄鐵鑲銅，規(guī)格為400 mm×400 mm的調(diào)節(jié)堰門控制進(jìn)入東、西兩個厭氧池中的水量。厭氧池中也掛有疊片展開式懸浮微生物載體填料用于吸附污泥，形成生物膜反應(yīng)器，一方面有利于微生物的生長，另一方面也可使微生物與污水充分接觸。另外分別設(shè)有兩臺高效推進(jìn)器，使污水在厭氧池中循環(huán)流動，并與微生物充分接觸反應(yīng)。厭氧池溶解氧DO控制在0.4 mg/L左右，SS控制在3 000～4 000 mg/L。

厭氧池處理后的污水通過溢流堰分別自流進(jìn)入兩個好氧反應(yīng)池，好氧反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有填料，采用旋流曝氣器，均勻設(shè)置旋流曝氣頭360個，曝氣量160 m3/min，曝氣壓力68 kPa左右，溶解氧從好氧池前端到末端依次升高，控制在1～7 mg/L，SS控制在4 000 mg/L，污泥沉降比控制在70%～90%。好氧池前端添加磷酸二氫鈉和尿素補(bǔ)充氮磷元素，保證微生物營養(yǎng)需求。氣浮池添加硫酸鋁進(jìn)一步降低出水懸浮物，保證達(dá)標(biāo)排放。

2 結(jié)果與分析

表1為生產(chǎn)污水經(jīng)過安裝有疊片展開式懸浮微生物載體的各生物池處理后得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總。

從表1可以看出，疊片展開式懸浮微生物載體生物池對聚甲醛生產(chǎn)廢水具有較強(qiáng)的去除能力，能有效提高聚甲醛污水的BOD與COD比值，提升污水處理的可生化性能。預(yù)處理池內(nèi)生物膜對甲醛去除率在90%以上，對COD的去除率在70%以上，再經(jīng)過厭氧池和好氧池進(jìn)一步微生物處理，出水指標(biāo)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。特別是該生物膜對甲醛的處理效果尤其突出，預(yù)處理池和厭氧池的降解率均在90%以上[2]。

表1 實(shí)驗(yàn)前后數(shù)據(jù)匯總對照表

3 結(jié)論

疊片展開式懸浮微生物載體在聚甲醛生物池中應(yīng)用后，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，其對微生物的吸附能力強(qiáng)，有利于生物膜的形成，有利于提高活性污泥濃度，提升廢水中污染物與微生物的接觸面積，提高污水中甲醛、COD的處理效率和效果，非常適合聚甲醛污水的處理。而且PE材質(zhì)的疊片展開式懸浮微生物載體在水中具有較長的使用壽命，實(shí)踐證明其應(yīng)用時間可達(dá)10年以上仍保持較好的應(yīng)用性能，對聚甲醛污水的耐受性較強(qiáng)。