半软性填料在废水处理中的应用

杨书铭
( 北京纺织科学研究所 )

本文就废水生物膜法中，生物接触氧化池及塔式生物滤池采用半软性填料的设计、安装、运行等问题，提出一些看法和建议。

一、设计参数

半软性填料的设计负荷，主要取决于待处理废水的有机污染物指标。根据我们试验及工程设计，以及国内若干采用半软性填料的废水治理工程调查资料统计，现提出下列设计参数供参考，见表1、表2。
生物接触氧化池设计参数 表1

塔式生物滤池设计参数 表2

为了使半软性填料上生长的生物膜不宜过厚且容易脱落，表中对废水的进水浓度有所控制。当废水进水浓度超过表中数值时，建议采用部分或全部回流方式，降低进水浓度，以保证较长时间的稳定运行。否则进水浓度过高，耗氧速率过快，曝气系统难以保证供氧需要，影响微生物的新陈代谢活动，降低其去除效果。
如果废水可生化性较好，废水进水有机物负荷高，在半软性填料上出现生物膜粘连和增厚现象，则降低了布水、布气效果。实际上，使用半软性填料只是在布水、布气、生物膜容易生长和脱落等方面，优于目前采用的各种填料。为了保证其正常运行，它有一定的适用条件，除了上面提到的有机物负荷指标外，还需要满足废水的pH值、温度、营养平衡等生化处理必须的工作条件。

二、安装方式及装填密度

与其它种类填料相比，半软性填料的安装方式比较灵活，因为每个填料都是一个独立单元，根据需要可将若干半软性填料通过中心孔及定距管穿成串状。安装时可采用栓挂式或框架式。所谓栓挂式，即上悬挂、下固定方式，栓挂在上下二层预先埋置的支撑架上，支撑架上每个支撑杆的间距由所选用的填料直径尺寸决定，每个单元填料的纵向间距，可由不同要求长度预制定距管控制，填料采用复合钢丝串成串后栓结；所谓框架式，即将填料栓结在预制塑料管框架上，框架再置于底部预埋的支撑架上。
在塔式生物滤池中，可采用栓挂式或框架式安装方式。栓挂式高度以每段1.0～2.0m为宜；框架式可根据塔体形状加工成标准框架块进行组装；在生物接触氧化池中，亦可采用栓挂式及框架式二种，由于受到水的浮力的影响，栓挂高度可加大到3m左右。
半软性填料，目前经常采用的为直径120mm及150mm二种，其在平面布置上可方形或三角形布置，见图1、图2、图3及图4。填料间纵向垂直距，可采用30～60mm。


其中a、a 1 、b、b 1 由选定填料直径及间隔距离所决定。通常，a=120～150mm，a 1 =150～180mm，b=110～140mm，b 1 =130～160mm。
进水水质不同，其填料直径、装填密度可参照表3选择。
表3

在塔式生物滤池中，水流自上至下呈推流状态，有机污染浓度逐渐降低，填料装填密度可根据水质变化，自塔顶至塔底逐渐变疏，这样既有利于通风，又有利于生物膜脱落，也可降低工程造价；在生物接触氧化池中，由于水流呈完全混合状态，因此，池体内填料可采用同一装填密度；当采用二段法时，由于二段池体内水质不同，其每段填料装填密度亦应有差别。

三、使用中应注意的问题

1.生物膜法处理装置采用半软性填料时，只要进水水质适宜，装填密度合理，通风或气水比符合要求，生产运行一般是稳定的，其有机污染物去除效率优于目前采用的各种填料。在塔式生物滤池中，由于进水水质及有机物负荷选择合理，填料上生物膜呈黄褐色且较薄，塔底出水分布很均匀，有机污染物去除率较稳定，一般COD cr 去除率在45～60%左右，BOD 5 去除率在80～90%左右。为了保证塔式生物滤池正常运行，在填料体积计算中不仅要考虑有机污染负荷，还要考虑水力负荷以保证水流对填料表面生物膜的冲刷更新作用。在生物接触氧化池中，当进水水质及有机污染物负荷选择合适时，其有机物去除率一般COD值为60～70%左右，BOD 5 去除率一般在85～95%。氧化池中的曝气系统多采用散流曝气器，也有采用穿孔管曝气器，由于半软性填料有良好的布水、布气性能，在池体表面可观察到细碎的逸出空气泡，空气泡的不断被切割破碎，增加了空气中氧的分量的转移率，减少动力消耗。
2.生物接触氧化池中，采用半软性填料与软性纤维填料混合装填有二种情况:一种是半软性填料与软性填料互相交叉栓结；另一种是池体下半部采用半软性填料，上半部采用软性填料。这种混合装填型式，在早期运行时，肉眼观察生物膜量较明显，但运行一段时间以后，软性纤维填料易结成束状或球状，甚而产生厌气现象，使填料比表面积减少，去除效率下降，给今后填料的更换带来困难。另外，这由于二种填料生物膜生长和脱落情况不同，其总体去除有机污染物的效果没有增加，甚至有所降低。还由于软性纤维填料结成束状和球状，使重量加大，影响半软性填料的弹性，使其产生变形，降低了布水、布气效果。