组合曝气式生物滤池处理废水探讨

刘芳延

(天津市河东区环境监测中心，天津 300000)

1 引言

当前，我国工业污水的排放量约为6000万m3/d，城市生活污水的排放量约为5000万m3，我国超过1/3的河道已经被污染。废水的污染性主要体现在：废水排放量大，废水成分复杂，废水中含毒物质多，废水治理水平落后。废水的处理方法按作用原理，可分为物化法、化学法和生物法[1]。但是，单一的技术很难彻底处理废水，通常综合采用两种或两种以上方法进行处理。

2 废水的处理方法

2.1 物化法

物化法是基于物理化学的作用原理，以除去废水中不能溶解的固体悬浮物为主， 兼并除去少部分能导致产生生化耗氧量的物质，还可以起到降低和消除色度的作用。处理过程中污染物的化学性质并不会改变，通常的方法有膜分离法、气浮法、絮凝沉淀法、吸附法等。

2.1.1 膜分离技术

膜分离技术[2，3]是20世纪初出现的一种新型高效的分离技术，是指以外界能量或化学位差为推动力，通过膜对混合物中各个组分的选择渗透的作用差异，对双组分或者多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。采用膜分离技术处理废水，可以大大降低环境的污染程度，同时，膜分离技术由于其低成本和占地小等优点，逐渐受到行业的青睐[4]。

2.1.2 气浮法

气浮法技术是指通过一定的压力条件，使空气溶解于水中，再经过减压释放使溶解的空气形成微小气泡，通过向废水中添加混凝剂，使水中微小的悬浮固体纤维和填料等粘附到空气形成的气泡上，随着气泡上升到水面形成浮渣除去，达到净化的目的。气浮法具有占地面积小、出水水质好、浮渣含水少等优点。平均可以去除80%以上的悬浮物质。目前浅层气浮法效果较好，应用相对广泛，主要由于其效率高、投资少、运行可靠的优点。

2.1.3 絮凝沉淀法

絮凝沉淀法是在废水中加入助凝剂和混凝剂，使水中的大分子有机物和胶体物质形成絮状物，再使用固液分离装置如气浮、沉淀、过滤等，带走水中的固体物质。絮凝沉淀法是目前一种投资少，较经济，具有过程简单、操作便捷、高效率等优点的水处理技术。高分子絮凝剂[5,6]具有良好的絮凝、脱色能力，操作使用较为便捷。大量实验可以证明，絮凝剂的活性会随着其分子量的增大而不断升高[7]。由于该法对造纸废水中细小纤维和其他细小固体颗粒以及难降解有机污染物等的去除、浊度、色度等的降低有很好的效果，因此被广泛应用在控制造纸行业的污染中。

2.2 化学法

化学法是指利用物质之间发生化学反应使得废水中有害物质的形态和组份发生改变而除去废水中的有害物质。其中，氧化法、电化学法和人工湿地等是废水处理中主要的化学方法。

2.3 生物法

废水的生物处理技术指的是利用厌氧菌、好氧菌等微生物的新陈代谢作用对废水中的各类污染物进行降解，达到净化废水的目的。常见的微生物处理技术可根据微生物类型的不同分为好氧法和厌氧法。其优点是运行费用偏低，若与上述所介绍的其他方法搭配使用，可大大提高处理效率。

目前，废水的处理工艺有很多，但是根据研究与长期经验发现，不管是物化法、化学法还是生物法，都有其一定的缺陷。随着现代社会对环境问题的重视，越来越多的废水处理新技术被人们研究和发展，并应用于实际生产中。

3 曝气式生物滤池处理废水的研究

3.1 曝气式生物滤池起源及发展

生物滤池法是以生物膜法为基础，不断发展而来的。如今应用最为广泛的是曝气生物滤池。曝气生物滤池的提出是在20世纪90年代初，它以普通生物滤池为基础，借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，进而研究出的污水处理新工艺。曝气生物滤池最先是在欧美等地发展起来的一种新型污水生物处理技术，它也可以称为淹没式曝气生物滤池，现在已经从最初只应用于污水的三级处理直接发展为二级处理[8]。

曝气生物滤池是近些年来发展的一种新型的污水处理技术，在欧美和日本等发达国家已经广为流行，它是集生物降解固液分离于一体的污水处理设备。目前这种技术已被污水处理厂广泛应用。

3.2 曝气式生物滤池的优点

(1)曝气式生物滤池运行方式能够使气、水的分配更加均匀，防止产生的气泡在滤料层凝结，氧气利用率升高，而能耗降低。

(2)从工艺性能上看，曝气生物滤池由于生物量大，生物絮凝效果和截留效果共同作用使得滤池抗冲击能力较强。

(3)从运行效果上看，曝气生物滤池一般15～30 d可完成挂膜，具有易挂膜启动快的优势。

(4)从管理角度上看，曝气生物滤池自动化程度高，运行管理方便。

曝气生物滤池工艺在废水处理过程中运用的物理作用主要为沉淀法和气浮法。

4 结语

目前我国废水的处理方法主要包括物化法、化学法以及生物法等，这些方法都能取得一定的效果，但因为废水具有大排量、多种污染物等特点，若单独使用这些方法去处理造纸废水都会有一定的局限性。物化法处理废水设备占地面积大，基建费用高；化学法处理废水所需试剂费用高，设备复杂；而生物法处理废水易受外界环境影响，处理效果不稳定。因此寻找一种既经济又有效的污水处理方法成为研究的热点。曝气生物滤池具有占地面积小，基建费用低，管理方便，出水水质好等特点，但对于应用在滤池中的滤料的选择并不规范，运行效果以及投资运行成本等都存在诸多问题。因此对曝气生物滤池进行研究以及基于其原理进行改造具有巨大的市场。

研究组合式生物滤池处理废水指的是几种方法联合使用，包含生物法处理中的微生物培养，通过微生物的新陈代谢去分解、降解污染物；还包含化学氧化作用和物理沉降方法，既经济效果又好。而组合式生物滤池处理造纸废水的填料是以粉煤灰基为原料，价格低廉，来源广泛。滤池的整个工艺操作简单，并具有以废治废、节约资源等优点，将大幅消减原料来源开支，减少处理系统运行费用及占地费用，以此方法最终达到减少或者消除废水对环境的污染的目的，使得废水能达标排放，将对我国经济和社会发展以及环境保护具有重要意义。