(1) 接觸氧化法的特征
1） 接觸氧化法與其它生物處理方法比較，具有如下一些特點(diǎn)：
① BOD容積負(fù)荷高，污泥生物量大，相對(duì)而言處理效率較高，而且對(duì)進(jìn)水沖擊負(fù)荷（水力沖擊負(fù)荷及有機(jī)濃度沖擊負(fù)荷）的適應(yīng)力強(qiáng)。
② 處理時(shí)間短。因此在處理水量相同的條件下，所需裝置的設(shè)備較小，因而占地面積小。
③ 能夠克服污泥膨脹問(wèn)題。生物接觸氧化法同其他生物膜法一樣，不存在污泥膨脹問(wèn)題，對(duì)于那些用活性污泥法容易產(chǎn)生膨脹的污水，生物接觸氧化法特別顯示出優(yōu)越性。容易在活性污泥法中產(chǎn)生膨脹的菌種（如球衣細(xì)菌等），在接觸氧化法中，不僅不產(chǎn)生膨脹，而且能充分發(fā)揮其分解氧化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
④ 可以間歇運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)停電或發(fā)生其它突然事故后，生物膜對(duì)間歇運(yùn)轉(zhuǎn)有較強(qiáng)的適應(yīng)力。長(zhǎng)時(shí)間的停車(chē)，細(xì)菌為適應(yīng)環(huán)境的不利條件，它和原生動(dòng)物都可進(jìn)入休眠狀態(tài)，顯示了對(duì)不利生長(zhǎng)的環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)力；一旦環(huán)境條件好轉(zhuǎn)，微生物又重新開(kāi)始生長(zhǎng)、代謝。有人試驗(yàn)，即使停止運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)月，再重新開(kāi)始運(yùn)行，生物膜數(shù)日內(nèi)即可恢復(fù)正常。
⑤ 維護(hù)管理方便，不需要回流污泥。由于微生物是附著在填料上形成生物膜，生物膜的剝落與增長(zhǎng)可以自動(dòng)保持平衡，所以無(wú)需回流污泥，運(yùn)轉(zhuǎn)十分方便。
⑥ 剩余污泥量少。
2） 接觸氧化法具有上述的優(yōu)點(diǎn)，不失為一種高效的生化處理法。其高效處理的原理分析如下：
① 生物活性高（泥齡低）。國(guó)內(nèi)采用的接觸氧化池中，絕大多數(shù)的曝氣裝置設(shè)在填料之下，不僅供氧充足，而且對(duì)生物膜起到了攪動(dòng)作用，加速了生物膜的更新，使生物的活性提高。如果從“泥齡”來(lái)看，活性污泥法的“泥齡”為3～4天，而第一級(jí)氧化池的生物膜“平均泥齡”為1～2天。由于平均泥齡低，微生物總是處在很高的活力下工作。經(jīng)耗氧速度測(cè)定，同樣濕重的帶有絲狀菌的生物膜，其耗氧速度較活性污泥法的高1.81倍。
② 傳質(zhì)條件好，微生物對(duì)有機(jī)物的代謝速度比較快。在接觸氧化法中由于空氣的攪動(dòng)，整個(gè)氧化池的污水在填料之間流動(dòng)，使生物膜和水流之間產(chǎn)生較大的相對(duì)速度，加快了細(xì)菌表面的介質(zhì)更新，增強(qiáng)了傳質(zhì)效果，加快了生物代謝速度，縮短了處理時(shí)間。
③ 利于絲狀菌的生長(zhǎng)。在有填料的接觸氧化池中，對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)很有利。絲狀菌的存在，能提高對(duì)有機(jī)物的分解能力。
④ 充氧效率高。接觸氧化法的填料有增進(jìn)充氧效果的作用，動(dòng)力效率在3kgO2/kw?h以上，比無(wú)填料的曝氣提高30%。充氧效率高，則有機(jī)物的氧化速度相應(yīng)提高。
⑤ 有較高的生物濃度。一般活性污泥法的污泥濃度為2～3g/L，而接觸氧化法可達(dá)10～20g/L。由于微生物濃度高，故大大提高了BOD5容積負(fù)荷和處理效率。由于生物量大，對(duì)低濃度的污水，也能有效地進(jìn)行處理；而且由于填料表面有利于硝化菌的生長(zhǎng)，故能適應(yīng)污水中氨氮硝化的要求。
3） 盡管生物接觸氧化法具有許多優(yōu)點(diǎn)，是一種高效的生化處理構(gòu)筑物，但也存在著一些缺點(diǎn)：
① 生物膜的厚度隨負(fù)荷的增高而增大，負(fù)荷過(guò)高則生物膜過(guò)厚，引起填料堵塞。故負(fù)荷不易過(guò)高，同時(shí)要有防堵塞的沖洗措施。
② 大量產(chǎn)生后生動(dòng)物（如輪蟲(chóng)類(lèi)）。后生動(dòng)物容易造成生物膜瞬時(shí)大塊脫落，則易影響出水水質(zhì)。
③ 填料及支架等往往導(dǎo)致建設(shè)費(fèi)用增加。
(2) 接觸氧化池的構(gòu)造
接觸氧化池的構(gòu)造見(jiàn)示意圖1。
圖1 生物接觸氧化池構(gòu)造示意圖
1）池體
池體的作用除了進(jìn)行凈化污水外，還要考慮填料，布水、布?xì)獾仍O(shè)施的安裝。當(dāng)池體容積較小時(shí)，可采用圓形鋼結(jié)構(gòu)，池體容積較大時(shí)可采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。池體的平面尺寸以滿足布水、布?xì)饩鶆颍盍习惭b、維護(hù)管理方便為準(zhǔn)。池體的底壁須有支承填料的框架和進(jìn)水進(jìn)氣管的支座。池體厚度根據(jù)池的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求來(lái)計(jì)算。高度則由填料、布水布?xì)鈱印⒎€(wěn)定水層以及超高的高度來(lái)計(jì)算。同時(shí)，還必須考慮到充氧設(shè)備的供氣壓力或提升高度。一般總池高在3.5～6.0m左右。
2）填料
填料是生物膜賴以棲息的場(chǎng)所，是生物膜的載體，同時(shí)也有截留懸浮物的作用。因此，載體填料是接觸氧化池的關(guān)鍵，直接影響生物接觸氧化法的效能。載體填料的要求是：易于生物膜附著，比表面積大，空隙率大，水流阻力小，強(qiáng)度大，化學(xué)和生物穩(wěn)定性好，經(jīng)久耐用，截留懸浮物質(zhì)能力強(qiáng)，不溶出有害物質(zhì)，不引起二次污染，與水的比重相差不大，避免氧化池負(fù)荷過(guò)重，能使填料間形成均一的流速，價(jià)廉易得，運(yùn)輸和施工方便。
目前，國(guó)內(nèi)主要采用合成樹(shù)脂類(lèi)作填料，如硬聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、環(huán)氧玻璃鋼、環(huán)氧紙蜂窩等硬性填料；還開(kāi)發(fā)出多種新穎的軟性填料、半軟性填料、彈性生物環(huán)填料以及漂浮填料等多種形式的填料。這些填料在生物接觸氧化系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用中約占55～60%。所以載體填料直接關(guān)系到接觸氧化法的經(jīng)濟(jì)效果。
3）布水布?xì)庋b置
接觸氧化池均勻地布水布?xì)夂苤匾鼘?duì)于發(fā)揮填料作用，提高氧化池工作效率有很大關(guān)系。供氣的作用有三：①使生物接觸氧化池溶解氧一般控制在4～5mg/L左右；②充分?jǐn)嚢栊纬晌闪鳎欣诰鶆虿妓闪饔酰惶幚硭c生物膜的接觸效率愈高，傳質(zhì)效率良好，從而處理效果也愈佳；③防止填料堵塞，促進(jìn)生物膜更新。
目前生產(chǎn)上常采用的布?xì)夥绞接袊娚淦鳎ㄋ淦鳎┕┭酢⒋┛坠懿細(xì)狻⑵貧忸^布?xì)獾取２妓绞椒猪樍骱湍媪鲀煞N。順流指進(jìn)水與供氣同向，氧化池中水、氣同向流動(dòng)，此種工藝中填料不易堵塞，生物膜更新情況較好，較易控制；逆流指進(jìn)水與供氣方向相反，池內(nèi)水、氣逆向相對(duì)流動(dòng)，氣液接觸條件好，增加了氣水與生物膜的接觸面積，故去除效果好，但由于進(jìn)水部分的水力沖刷作用較小，填料上的生物膜不易脫落更新。國(guó)內(nèi)通常采用的是順流工藝。
(3) 常用流程及其選擇
生物接觸氧化法的處理流程通常有兩種，即一段法（一次生物接觸氧化）和二段法（即兩次接觸生物氧化）。實(shí)踐證明，在不同的條件下，這兩種系統(tǒng)各有其特點(diǎn)，其經(jīng)濟(jì)性和適用性范圍簡(jiǎn)介如下：
1）一段法
亦稱一氧一沉法。原水先經(jīng)調(diào)節(jié)池，再進(jìn)入生物接觸氧化池，爾后流入二次沉淀池進(jìn)行泥水分離。處理后的上層水排放或作進(jìn)一步處理，污泥從二次沉淀池定期排走。
這種流程雖然在氧化池中有時(shí)會(huì)引起短路，但全池填料上的生物膜厚度幾乎相等，BOD負(fù)荷大體相同，具有完全混合型的特點(diǎn)，營(yíng)養(yǎng)物（F）與活性微生物的重量（M）之比較低，微生物的生長(zhǎng)處于下降階段。此時(shí)微生物的增殖不再受自身生理機(jī)能的限制，而是由污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量起主導(dǎo)作用。
2）二段法
亦稱二氧二沉法。采用二段法的目的，是為了增加生物氧化時(shí)間，提高生化處理效率，同時(shí)更適應(yīng)原水水質(zhì)的變化，使處理水質(zhì)穩(wěn)定。原水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后，進(jìn)入第一生物接觸氧化池，然后流入中間沉淀池進(jìn)行泥水分離，上層水繼續(xù)進(jìn)入第二接觸氧化池，最后流入二次沉淀池，再次泥水分離，出水排放，沉淀池的污泥定期排出。
在二段法流程中，需控制第一段氧化池內(nèi)微生物處于較高的F/M條件，當(dāng)F/M＞2.1時(shí)，微生物生長(zhǎng)率可處于上升階段。此時(shí)營(yíng)養(yǎng)物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)微生物生長(zhǎng)所需，微生物生長(zhǎng)不受營(yíng)養(yǎng)因素的影響，只受自身生理機(jī)能的限制。因而微生物繁殖很快，活力很強(qiáng)，吸附氧化有機(jī)物的能力較高，可以提高處理效率。為了維持微生物能處于較高的F/M條件下，BOD負(fù)荷隨之提高，處理水中有機(jī)物濃度也就必然要高一些，這樣在第二階段氧化池內(nèi)，須根據(jù)需要控制適當(dāng)?shù)腇/M條件，一般在0.5左右，此時(shí)的微生物處于生長(zhǎng)率下降階段后的內(nèi)源性呼吸階段。由此可見(jiàn)，二段法流程的微生物工作情況與推流式活性污泥法或活性污泥AB法相似。
上面所述為兩種基本流程。隨著實(shí)踐的變化，這兩種流程可以隨之變化：例如，有將接觸氧化池分格，不設(shè)中間沉淀池，按推流型運(yùn)行。氧化池分格后，可使每格的微生物與負(fù)荷條件更相適應(yīng)，利用微生物專(zhuān)性培養(yǎng)馴化，提高總的處理效率。
上述兩法的比較可以看出，一段法流程簡(jiǎn)單易行，操作方便，投資較省，但對(duì)BOD的降解能力不如二段法。二段法流程處理效果好，可以縮短生物氧化所需的總時(shí)間，但增加了處理裝置和維護(hù)管理工作，投資也比一段法高。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷較低，水力負(fù)荷較大時(shí)，采用一段法為好。當(dāng)有機(jī)負(fù)荷較高時(shí)采用二段法或推流式更為恰當(dāng)。試驗(yàn)表明，二段法中的第一接觸氧化池，與第二接觸氧化池容積比宜選用7:3為好。在推流式流程中，既可按BOD變化的條件分格（第一格最大，以后逐漸減小）；也可按水力負(fù)荷分格（每格為相等大小）。
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