生物滤池中有机物的降解过程复杂,同时发生着有机物在污水和生物膜中的传质过程;有机物的好氧和厌氧代谢;氧在污水和生物膜中的传质过程和生物膜的生长和脱落等过程。这些过程的发生和发展决定了生物滤池净化污水的性能。污水处理时影响这些过程的主要因素如下;
(1)过滤器的高度。与滤床下层相比,生物膜量、微生物种类和有机物去除率都有所不同。滤床上层污水中有机物浓度高,微生物繁殖率高,种属较低,以细菌为主,生物膜量较多,有机物去除率较高。随着滤床深度的增加,微生物由低级向高级发展,种类逐渐增多,生物膜数量由多到少。这是因为微生物的生长繁殖与环境因素密切相关。因此,当滤床各层水质不同时,各层生物膜的微生物也不一样,处理污水(特别是含有各种不同性质有害物质的工业废水)的作用也不一样。
(2)负荷率。生物滤池的负荷率是反映生物滤池工作性能的一个参数,它直接影响生物滤池的工作。
过滤速度对处理效率有影响,但对不同污染物的影响不同。如果对氰化物的影响较小,对挥发酚和COD的影响明显。在城市污水中,低负荷滤池出水硝化程度高,而高负荷滤池只有在负荷较低时才有可能硝化。这也表明过滤速度对处理效率有影响。
(3)将污水厂的出水进行循环利用或者将生物滤池的进水进行稀释的做法称为回流,回流水与进水的比例称为回流比。
它对回流生物滤池的性能有以下影响:
①可以提高生物滤池的过滤速率,使生物滤池由低负荷率向高负荷率转变(增加滤床高度也可以提高负荷率);
(2)提高过滤速度有利于防止灰蝇和减少恶臭;
③当进水缺氧、腐败、营养缺乏或含有有害物质时,回流可改善进水腐败,提供营养元素,降低毒物浓度;
④当进水水质水量波动时,回流可以调节和稳定进水。回流会降低人工污水中有机物的浓度和流动水与附着水的浓度差,从而降低传质和有机物去除率。另一方面,回流增加了流水的湍动程度,提高了传质和有机物去除率。当后者的影响大于前者时,回流可以改善过滤器的操作。
(4)在供氧生物滤池中,微生物所需的氧气一般直接来自大气,由自然通风供给。影响生物滤池通风的主要因素是滤床的自然通风和风速。自然取风的驱动力是池内温度与空气温度的差异,以及过滤器的高度。温差越大,通风条件越好。水温低,过滤器内温度低于气温时(夏季),池内气流向下流动;水温高,池内温度高于气温时(冬天),空气向上流动。如果泳池内外没有温差,就停止通风。生物滤池正常运行时,自然通风可以提供生物降解所需的氧气。
当污水中有机物浓度较高时,供氧条件可能成为影响生物滤池运行的主要因素。进水有机物浓度较低时,供氧充足,COD >:浓度为40 ~ 500 mg/L时,生物滤池供氧不足,生物膜好氧层厚度变薄。为保证生物滤池的正常运行,建议生物滤池进水COD小于400 mg/L,当进水浓度高于此值时,可采用回流的方法降低滤池进水中的有机物浓度,以保证充足的供氧和生物滤池的正常运行。
