Question

生物接触氧化法可以去除生活污水中哪些污染物

Answer 1

生物接触氧化工艺是一种于20世纪70年代初开创的污水处理技术，其技术实质是在生物反应池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。

去除有机物

在本工艺中的中空纤维实际上是生物膜的载体，微生物种群在本工艺中的分布与常规的生物膜法和活性污泥法不同，所以在降解污染物的能力方面有其独特之处。

首先分析生物膜的特点。常规的生物膜法有机物和溶解氧由生物膜同一侧进入膜内部，所以在生物膜的表面好氧微生物生长条件较内部深处要好得多。在表面旺盛生长的微生物消耗了大部分溶解氧，使生物膜内部处于供氧不足甚至无氧状态，于是从生物膜表面至底部出现了供氧充足、缺氧和无氧区域，各区域内分别对应生长的是好氧、兼性和厌氧微生物。这就带来了以下问题：首先，如果污水中有机物浓度过大则表面旺盛生长的微生物将使生物膜生长过厚，从而堵塞载体或滤料间的空隙；其次，因为厌氧细菌产生的代谢物质的作用，导致生物膜脱落；另外，为了保证给微生物足够的溶解氧，一般采用污水流速较快或曝气的方法，这也易使生物膜脱落水中，所以要在其后设一个沉淀池将其分离。

在本工艺中污水的有机物和氧气分别从生物膜的两侧进入，即二者的浓度梯度方向是相反的。这对分解水中的有机物很有好处，如在生物膜的最外层有机物浓度最大但溶解氧浓度最小，而在生物膜的底部则恰好相反，这样好氧微生物的两个生长控制因子得以相互协调和抑制，其结果是使生物膜协调地生长于一个相对固定的厚度范围，不会因有机物的浓度大而过度生长形成堵塞。在试验中观察到的生物膜沿水流方向的生长状态也证明了这一点，从污水进水端至出水端，有机物浓度相差逾十倍，生物膜的厚度却基本一样，仅仅是生物膜的密实程度进水端较出水端密实一些，颜色也略深一些。同样因为本工艺充纯氧，生物膜上不存在厌氧层，全部生物膜都是活性生物膜。在生物膜的最外层有一个微溶解氧层，在该层有机物的浓度最大。这一情况极适于衣球细菌生长，这种细菌对有机物有着极强的分解能力。

SS的去除

从工艺流程中可看出反应器内水流是由下向上流动的，可将其视为一个竖流式沉淀池与一个接触氧化池的组合体。由于试验的接触时间是3～4h，上升流速仅为0.018～0.024mm/s，只相当于一般竖流式沉淀池所采用上升流速的1/10～1/5，所以污水中所挟带的悬浮物除胶体外几乎全部可以通过沉淀作用而去除。试验中观察到反应器靠近进水口处的混浊程度明显大于其上部，这一现象佐证了上述分析。另外生物膜吸附也去掉了一部分SS。

去除氨氮

由试验结果可知，随着试验时间的推移，处理水中的亚硝酸盐浓度在增加，到45d时，氨氮的去除率已达到60%，但亚硝酸盐氮浓度增加量与氨氮的下降量并不一致。按照硝化过程：

氨氮的减少数量与亚硝酸盐氮的增加数量应当是对应的，但在本试验中并非如此。合理的解释应当是同时还进行着另外两个过程：

由于出水的pH值并未显著降低，猜测以过程(3)为主，但因条件限制，本次试验未能就此加以验证。

去除氨氮效果较好的原因与本工艺中微生物所处的特别环境及其特殊的微生物种群分布有关：在生物膜的最内层即与中空纤维相接部分是溶解氧浓度最大的

工艺设备

部分，而污水中的有机物浓度经过外层微生物的降解后抵达此部位时已经大大降低，在该部位污水中的C/N比值也大大下降，这非常有利于硝化微生物生长。所以笔者认为与其他工艺不同，在本工艺中硝化作用不仅仅是发生在反应器的末端，待污水中总有机物浓度降低到一定程度后才开始，而是在原污水接触到生物膜一段时间，当有机物浓度略有下降后就已经在其后的生物膜内层开始了。如果原污水的有机物浓度较低，则可以认为几乎全部生物膜内层都有一个生长良好的硝化细菌膜存在。所以得出结论：降解有机物和去除氨氮在本工艺中是同步或部分同步进行的。

本工艺脱除氨氮效果较好的另一个原因就是采用了纯氧，这可使硝化微生物的活性提高数倍。