提高接触氧化法硝化反硝化效果的思路

应， 并 生成７ ０ ％ 左右 的领 苯二 酚 。 过 氧化 氢与 芳烃在 乙酸 中会
产 生 出一种 有效 而 清洁 的制 备法 ， 并 且还 使 得芳 香化 合物 的
挂膜 的组 合填料 ， 而好氧池 内的微生物 活性 大 ， 生长迅速 ， 应选 用具备更 好的切割能 力弹性 填料。 根据 相 关规 范 ， 生物 接触 氧化 的容 积 负荷 的取 值范 围为
易， 但 因此也 容 易结 团 ； 弹性 填料具 有 更大 的孔 隙率 ， 更好 的 切割能 力 ， 因此生物膜 的活性更好 。 厌氧池 内的微生 物生 长缓慢 ， 活 性差 ， 因此应 选用更 容 易
ｌ 芳香烃 的氧 化
在金 属离 子存 在的 情况 下 ， 过氧 化氢 能够 与芳 香化 合物
生 物 载 体 硝 化 细 菌 异 氧 菌 属
１生物 膜 法的 优点
与活性 污泥法相 比 ， 生物膜法具 有以下优 点 ：
①固着于 固体表 面上的 生物膜对废 水水 质、 水量 的变化有 较 强的适 应性 ， 操作稳 定性 好 。 ②不会发生污 泥膨胀 ， 运转 管理 较 方便 。 ③高营养 级的微生物 存在 ， 剩余污 泥量较少 。
质产 生强 烈的反应 ， 但 是反应 出来 的产物具 有很大 的复 杂性 ，
主 要包 括 有氧 化 偶联 、 羟基化、 支链 氧 化等 产 物 的混 合物 。 例 如， 一 个 已经 工业 化并 且具备 一定 制备价 值反 应为 ， 在钻 盐和
铁 的催 化 下 ， 过 氧 化 氢会 与超 过２ ０ ％左 右 的苯 酚产 生化 学 反
０ ． ４～２ ． ０ ｋ ｇ Ｂ ＯＤ５ ／ ｍ 填料 ・ ｄ； 如果取值靠近 下限 ， 则生物接
侧 链能 够在过 氧化 氢 中被氧 化 ， 生成 酮 、 醛等 反应 ， 从 而具 有
较 高的工业应用价 值 。
２羟 基化合 物 的氧化
醛 与醇 相比而言 ， 醛 更加 容易被过 氧化氢氧化 ， 醛 可以在
摘要 ： 本 文对有 机化 工合 成 中过 氧化 氢 的应用展 开 了详 细 的 讨论 与 分析 ，并着 重讨论 了一些 具有 工业 价值 的 过氧化 氢对
化合 物的反应，以期促 进４ ｈ － Ｔ － 行 业对 过氧化 氢的应用 。
除率与 回流量 的关系为 ：
厂 Ｎ Ｏ ：Ｒ／ （ Ｉ ＋ 尺１
２ 生 物膜 法 的缺点
工艺 又称为 淹没 式生 物滤 池 ， 其特 征是 在池 内填 充惰 性填 料 ， 污 水 中的有 机物 与填料 上的生物 膜广泛接 触 ， 在 微生物 的新 陈 代谢作用 下污染物 得到去 除 。 此技术相 当于在 活性污 泥法曝 气
池 内提供微 生物附着 、 栖 息的填料 。
厚度容 易过大 ， 导致生 物膜 内部供氧 不足 ， 膜活性 下降 ， 或者填 鼓 气的方式 ， 氧气的浓 度有 限 ， 不至 于进入 生物膜 内部 ， 故生物
料 上 出现 积泥 ， 传 质效果 下 降 ， 这 些 都会影 响生 物膜 的去 除效 率， 影响 到生 物池 的 出水 水 质。 而起 硝化 作用生 长 率较 低的 硝 膜 内部为 厌氧环 境 ， 较 高浓 度梯度 的ＮＣ ｌ ３ － －Ｎ离 子仍可 进入生
曝气 系统之 外 另行设 置大 气泡 气冲 刷 系统对 好氧池 和 缺氧 池 的生物膜 进行冲刷 。
３硝 化 能 力和反 硝化 效果 不好 的原 因分析
（ １ ） 工艺流程 采 用接触氧化 工艺 的具 有氨氮 和总氮去 除
出水 回 流
冲刷 系统 的管 路采 用环 状 穿孔 管 鼓 气 系统 ， 孔 径一 般 为
由于过 氧化 氢 自身具 有 比较特 殊的 特点 ， 因此在 条件 温
和的情 况下 能够 获得纯 度 比较高 、 专一 性 比较 强、 产 量 比较大 的氧化 产物 。 在反应 过程 中不仅 能够生成 干净 无害的 水 ， 而且
即可算 出需 要的 回流量Ｒ。 通过所需 的 回流量 即可选 择合适 的 回流 泵 ， 并应 通过变频器对 回流泵的流量进行调 节。
无法达到最佳 的反硝化效果。 目前国内生物 膜法的典 型工艺 为接触氧化 工艺 ， 接触氧化 氧化池 出水 回流比不合理 ，
４ 解 决上 述 问题的 思路
（ １ ） 采 用大气 泡冲刷 系统对好氧 池和缺 氧池的生 物膜进行 冲刷 ， 控 制生物膜 的厚度
接 触氧 化 工艺具 有投 资省 、 运行 管理 简单 等优 点 ， 在 中小
力和 反 硝 化 效 果 不 好 的原 因 分 析 ， 给 出 了几 点 解 决 思路 。
关键 词 ： 接 触 氧化 法 ； 硝化反硝 化 ； 思路 生 物膜法 和活性 污 泥法一 样 ， 同 属好气 生物 处理方 法 。 但 活性 污 泥法 是依靠 曝 气池 中悬浮 流动 着 的活性 污泥 来分 解有 机物 ， 而 生物膜法 则是 依靠 固着 于载体表面 的微 生物膜 来净化 有机物 。 最大 ， 因此 会导致硝 化效果的下 降。
２ ０ １ １ ） 》 中对混 合搅拌 设备 的规定是 “ 宜采 用水 力搅拌 、 低 氧空 气 搅拌等 方式” 。 在 实际工程 实践 中发现填料 的阻 力很大 ， 采用
水 力搅拌很 难达到需 要的效 果 ， 应 采用大 气泡低 氧空 气搅 拌的 ①硝 化能 力不 强 的原 因。 不 同于 活性 污 泥 方 式 。 ②生 物膜 中 自养菌 和异 养菌 分布是 不 均匀 的 ， 生物 膜外 法 中悬浮 的活性污 泥 ， 接触氧化 池 中填 料上 的固定的生 物膜 的 表 面虽然 由于鼓 气而 成为好 氧环境 ， 但 由于是搅拌 采用 的是微
（ ２ ） 采 用 低 氧 大 气 泡 空 气 搅 拌 的 方 式 对 缺 氧 池 进 行 搅
拌 ① 生 物接 触 氧化 法 污水 处 理工 程技 术 规 范（ ＨＪ ２ ０ ０ ９ －
将 污水 中的 有机氮 氧 化成 氨氮 ， 并 进一 步氧 化成 硝酸 氮 ， 然后
接 触氧化 出水 回流 到缺氧池 ， 脱 氮菌在缺 氧的情 况下进 行反硝 化， 利 用废水 中的有机 物作 为碳源 ， 将硝酸 盐ＮＯ 一中的 氮还原 成 氮气Ｎ， 溢出， 从而 完成污水 的脱氮过程 。 （ ２ ） 原 因分析
提高接触氧 化法硝 化反硝 化效果 的思路
宋慧（ 深 圳深 态 环境 科技 有 限公 司 ， 广东 深圳 ５ １ ８ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 生物膜 法是 一种 常见 的污水生物 处理技 术， 较 为典型 的工 艺为接 触 氧化工 艺， 具有投 资 少、 运行 管理 简单等优 点 ， 但 由于该 处理 工艺 中通 常 因为硝化 能 力和反 硝化 能力不 强， 而导致 氨 氮、 总 氮去 除率 不高， 从 而影响其优 点的 充分发挥 。 本文通 过对硝化 能
于对生物 膜的 冲刷 ， 但 氧利用率 高 ， 能耗也 高 ， 而 且微 生物生化 需要的 气量的冲刷 效果也 达不到 生物膜 的冲刷要 求缺点 ， 限制 了其进一步 的应用 。
方式是 曝气供氧 设备采 用氧利用 率高 的微 孔曝 气系统 ， 在微 孔
冲 刷可 利 用曝 气鼓 风 机作 为 气源 ， 但 由于 冲刷 需 要 的空 气量大 于正 常生化曝 气所需要 的空气 量 ， 冲洗管路需 要分 段建
设， 分段鼓 气 。
废 水
达标 排放
图１ Ａ／ Ｏ 处理工艺流程 图
在上 述工 艺 中， 废水 在接 触氧化 池（ 好 氧池 ） 中完 成硝 化 ，
图２ 异养 菌及硝 化菌在 生物膜 中的分布示意图－ （ Ｔ ｉ ｊ ｈ ｕ ｓ ｅ ｔ ａ １ ． 。 １ ９ ９ ４ ）
②反硝化能 力不强的原 因。 ①接 触氧化 工艺的缺氧 池 内安
装有填料 ， 对混合搅拌机 的水力阻 力很 大 ， 回流的 硝化 液在缺氧
池 内不能均匀地与微生物混 合 ， 会 出现 水流短路的情况 。 ②接触
≯
境。
≮
ｉ ｍ ／ ｍ ・ ｈ左右 ， 既可 保证搅 拌效 果 ， 又不 至于破 坏缺 氧 的环
（ ３ ） 缺氧 池 设 置布 水 系统。 缺 氧池 应采 用 上流 式 的方 式 ， 进 水装 置位于底 部 ， 布水 系统宜 采用穿 孔管进 水 ， 孔 眼直径 为 ５ ａｍ， ｒ 间距为２ ０ ｃ ｍ 左右 ， 孔 口水流速度一般 为２ ｍ／ ｓ左右 。
（ ４ ） 设置 合适 的 回流 比。 在设计运 行 良好的情况下 ， 回流到
缺 氧池 的硝酸 盐可 认为 １ ０ ０ ％被 反硝化 ， 则出水 硝酸盐 氮 的去
有机化 工合成 中 过氧化氢 的应 用刍 议
孙伟 民（ 辽 宁石化 职业技 术 学院 ，辽 宁 锦州 １ ２ １ ０ ０ １ ）
３ ’
式中 ：为硝酸盐氮的去除率 ， Ｒ为 回流比 。 假定污水 中的凯 氏氮全部转化为硝 酸氮 ， 则出水硝酸氮 的 浓度与 回流 比的关系为 ：
关键 词 ： 有机 化工合成 ； 过氧化氢 ； 应用
Ｃ… ＝Ｃ ， ／ （ １ ＋ 尺 ）
式 中 ：为 出水硝酸盐 氮 ，为进水总 氮。 根据上式 ， 通过测 出的进 水总氮的浓度 和要求的排放标 准
没 有 催化 剂的 情况 下在 过氧 化氢 的 作用 下被 氧化 ， 从 而 生成
触氧 化工 艺负荷 高 ， 体积小 的优 点就体 现不 出来 ， 若容 积负荷 取值 较高 ， 则单位填料上 的生物量 高 ， 生物膜 的厚度大 ， 根据前
但是 值得 特 别注意 的是 ， 芳 香醛 在碱性 的 条件下 ， 可以 面 章节 的描述 ， 会影 响到 生物池 的 出水水 质。 虽然可 以通过 增 羟 酸 。 与过氧 化 氢产 生达 金反 应 ， 生成 的 甲酸 酯在 经过 水 的溶 解作 加 冲刷频 率来控 制生物 膜 的厚度 ， 但 会导致操 作变 得繁 琐 ， 运 行 不便 ， 而且 频繁 的冲洗对 生物 膜的生 长也 不利 。 可 见接触 氧
其在 反应 中产生 的 其他 化 合物 还不 会 对环 境造 成 不 良影 响 ， 因此在有机 化合成 中 ， 过氧化氢 得到 了广泛地 应用 。
５生物 接触 氧化 工艺填 料的选 择
生 物接 触氧 化 工艺 核心 的设 备是 生物 填料 ， 而 悬 挂式 填 料是 工程 中最常 用的 填料 ， 生 物接 触氧化 法设 计规 程（ Ｃ ＥＣ Ｓ １ ２ ８： ２ ０ ０ １ ） ） ） 中阐述 的悬挂 式填料 主要 分为软 性 、 半软 性 、 弹 性 及组合填 料。 其中， 目前 国内应用较广 泛的是弹性 及组合填料 。 组合填料 的优点是 比表 面积大（ 可 达２ ２ ０ ０ ｍ ／ ｍ 以上） ， 挂膜容
５ ｍｍ， 孔 中心距 为１ ０ ｃ ｍ。 要 达 到的 冲刷 强度一 般至 少为 １ ０ ｍ ／
能 力的典型污水 处理工艺流 程（ Ａ／ ０工艺 ） 如下 图１：
１ ２ ２ ・ ｈ， 冲洗 的空 气速 度梯 度Ｇ值 应达 ￣ ｔ ］ ５ ０ ０ ｓ。 冲刷 频 率一 般 为１ 次／ ３天 ， 每次持续 时 间１～３分钟 。
规 模的 生活污水 处理领 域和有机 废水处理 领域得 到广泛 应用 ， 但 由于 设计和技 术上的 一些原 因 ， 上述 生物 膜法的优 点没有 得 到充分 发挥 ， 主要是 硝化能 力和反 硝化能 力不强 ， 氨氮 、 总氮 去
生 物 接 触 氧 化 法 污 水 处 理 工 程 技 术 规 范（ ＨＪ ２ ０ ０ ９ － ２ ０ １ １ ） 中规定 曝气设 备宜 采用 穿孔曝 气管 ， 这种 方式 虽然有利
物 膜 内 部进 行 异养 菌 厌氧 反 硝化 。 ③缺 氧 池 的搅拌 系统 可 与 冲刷 系统共 用一 套管 路 系统 ， 但其 强 度要 低很 多 ， 一 般控 制在
化 细 菌处 于生 物膜 的 内部（ 如下 图２ ） ， 传质 效果 下 降所受 影 响 ２ ０ ０ Ｉ化 彳醒 ２ ０ １ ５ 年Ｏ ７ 月