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填料选择
(1)填料的作用及要求
填料是生物膜的载体,同时兼有截留悬浮物质的作用。因此载体填料是氧化池的关键,直接影响着生物接触氧化法的效能。同时,载体填料费用在生物接触氧化处理系统的基建费用中又占较大比重,所以填料关系到接触氧化技术的经济合理性。
通常,对载体填料的要求是:
①生物膜的附着性
表面粗糙度是能否很快形成初期生物膜的主要因素。表面粗糙度大,挂膜快;表面粗糙度小,挂膜慢。
生物膜附着还同微生物和载体填料表面的静电作用有关。一般微生物常带负电,若填料表面的电位愈高,则可以推测生物膜附着愈易;反之亦然。由于微生物可以视为亲水性粒子,所以在亲水性填料表面易附着微生物。于是,有的塑料填料在使用前先进行了提高表面亲水性处理。
②水力学特性
载体填料的水力学特性包括空隙率、比表面积、形状尺寸、填充率等。空隙率影响水的实际停留时间和生物膜量。空隙率愈高,氧化池阻力愈小,同时需要填料少,降低造价。但是,空隙率高时机械强度和比表面积都比较小。比表面积影响氧化池单位容积的生物膜量。
若载体填料的比表面积大,则不仅对溶解性底质,而且对悬浮物质的去除效果较好。但是,比表面积大的填料带来的问题是,流经填料内的水流阻力增大,能量消耗随之增大,同时易于堵塞填料。为了防止堵塞,就要提高反冲洗强度,这样使原生动物、后生动物受到冲刷,微生物的食物链变短,产生的剩余污泥量就大。因此,一般固定床氧化法载体填料的比表面积宜在一至数个100m2/m3之间。
填料的形状尺寸除了同空隙率和比表面积密切相关以外,也是影响填料间水流态的重要因素,一般用雷诺数Re表示。Re小于2000为层流,大于2000为紊流。若填料间紊流愈甚,则水与生物膜接触效率愈高,生物膜更新愈快,增大了去除污染物质的能力。但是,为了提高Re,势必要增大流速,从而增大能量消耗。若比表面积小,则Re值大,提高单位生物膜表面积的净化效率。因此,从这一点考虑,则采用比表面积小的填料是有利的。
若空隙率大、比表面积大、形状尺寸均一,则水流阻力小;反之亦然。从节能观点来看,填料间的水流阻力愈小愈好,这是一个方面。但另一方面由于填料自身具有整流作用,阻力愈大,则填料内流速分布比较均一,因此克服氧化池内流速偏差是有效的。
③经济性
影响填料成本的主要因素是材质、填料形状与厚度、加工工艺过程等。不言而喻,采制价格低廉、厚度小、加工工艺简单,则成本低。
当建设资金充足时,可以考虑一次性采用性能好、使用寿命长而价格又较贵的填料;若建设资金比较短缺时,建议可以先使用性能良好、价格低廉的填料,如软性纤维填料,以满足污水处理的需要,而以后再逐渐更换成其它更为理想的填料。
(2)种类
载体填料按形状分,有:蜂窝管状、束状、波纹状、圆环辐射状、盾状、板状、网状、筒状、不规则粒状等;按性状分,有:硬性、半软性、软性;按材质分,有:塑料、玻璃钢、纤维填料等。
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供气量和曝气充氧设备
(1)供气的作用
①充氧
生物接触氧化法主要是利用好气性细菌完成生物净化作用。微生物的氧化、合成和内源呼吸全部需要氧。所以,除了营养物质外,氧气是保持微生物正常活动的一个重要条件。供气使氧化池中的溶解氧控制在一个相当的水平上。
②充分搅拌,形成紊流
供气使池内水流充分搅动,形成紊流。紊流愈甚,被处理水与生物膜的接触效率愈高,传质效应愈好,从而提高处理效果。
③填料堵塞,促进生物膜更新
供气的搅动作用使填料上衰老的生物膜及时剥落,防止填料堵塞。同时还促进生物膜更新,提高处理效果。
(2)供气量
为了表面层的好气菌维持良好的生物相,通过填料后的溶解氧应是2-3mg/L。
关于供气量的确定,一般有以下两种方法:
①根据生物膜需氧量来计算供气量
生物膜的需氧量(R)包括合成用氧量和内源呼吸用氧量两部分。即
R = a’·ΔBOD+b’·P
式中:
R——生物膜的需氧量(Kg/d)
ΔBOD——单位时间内去除的BOD量(Kg/d)
P——活性生物膜数量(Kg)
a’、b’——系数(a’≈0.4~0.7、b’≈0.18)
所需的供气量(Qs)取决于需氧量(R)和曝气装置氧的总转移系数KLa 。
②根据水气比,确定实际供气量
在生物接触氧化处理废水实践中,往往是根据水气比确定供气量。水气比为处理水量和供气量体积比,视水质、水温、填料和废水所需的溶解氧而定。正常运行时的水气比为:
城市污水 1:(3-5)
一般工业废水 1:(15-20)
高浓度生产废水 1:(20-25)
但是,在生物接触氧化中,曝气不仅提供溶解氧,还形成紊流,促进生物膜脱落与更新,防止填料堵塞,还有利于污水中有机物和微生物的代谢产物的扩散与传递。所以,在确定供气量时还应考虑反冲填料时须加大供气量。一般地,反冲填料时的水气比为:
城市污水 1:(6-8)
工业废水 1:(20-25)
(3)供气方式
对供气方式总的要求是:能使水流均匀地流经曝气池和载体填料,充氧效果好,能耗低,维护管理方便。
供气方式可分为:鼓风曝气、机械曝气和射流曝气。
目前国内用得较多的是鼓风曝气。鼓风曝气就是用鼓风机(或空压机)向曝气池充入一定压力的空气(或氧气)。这种方法动力消耗较低,动力效率较高,供气量较易控制,脱落的生物膜沉淀性能较好。但是,氧的利用率较低,噪声大。
射流曝气,就是用泵打入混合液,在射流器的喉管处形成高速射流,与吸入(或压入)的空气强烈混合搅拌,将气泡粉碎为100μm左右,使氧迅速转移至混合液中。其氧的利用率较高,管理方便。但是,动力消耗较高,动力效率较低,脱落的生物膜易被击碎,质轻上浮。
机械曝气大多以装在曝气池水面的叶轮快速转动,进行表面充氧。生物接触氧化法,很少采用这种曝气方式。
(4)曝气充氧设备
各种不同方式对氧化池的供气是通过曝气充氧设备来实现的。曝气充氧设备的性能不仅影响污水生物处理的效果,而且关系到处理设施的投资、电耗和运行费用。目前,鼓风曝气充氧设备常采用穿孔管、微孔曝气器、可变孔曝气软管等。
穿孔管,简单易行,安装方便,一次投资省。但是,其氧的利用率较低,孔口易于堵塞。
微孔曝气器、可变孔曝气软管等,氧的利用率较高。但是,由于它是采用塑料(或橡胶)制成,很容易老化,使用寿命较低。
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知识点:生物接触氧化法的填料选择及设备
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水处理
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只看楼主 我来说两句 抢板凳资料不错,对学习填料知识有很大帮助,学习啦,谢谢分享
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