欢迎访问桂润环境科技股份有限公司官网
一、生物接触氧化法的基本原理
1、生物接触氧化法的特点
生物接触氧化法是生物膜法的一种形式。它是在生物滤池法的基础上发展起来的，从生物膜固定和污水流动来说，相似于生物滤池法。从污水充满曝气池和采用人工曝气看，它又相似于活性污泥法。所以，生物接触氧化法兼有生物滤池法和活性污泥法的特点。
2、生物膜对废水的净化作用
在生物接触氧化法中，微生物主要以生物膜的状态固着在填料上，同时又有部分絮体或碎裂生物膜悬浮于处理水中。生物接触氧化池中的生物膜重量，比曝气池内悬浮活性污泥的重量大得多，一般生物膜重量为6000-14000mg/L，而氧化池中呈悬浮状的微生物（活性污泥）浓度一般为200-1000mg/L。由此，可粗略地用生物膜重量表示生物接触氧化法中的微生物重量，用生物膜浓度表示微生物浓度。
附着在填料表面的生物膜对废水的净化作用：
3、流态
生物接触氧化法的固定生物膜与一般的生物膜不同。在氧化池中采用曝气方式，不仅提供较充分的溶解氧，而且由于曝气搅动加速了生物膜的更新，从而更加提高膜的活力与氧化能力。另外，曝气会形成水的紊流，使固着在填料上的生物膜可以连续地、均匀地与污水相接触，避免生物滤池中存在的接触不良的缺陷。
对于接触氧化池的单池（或单格）来说，其流态是一种混合型，各点水质比较均匀，各部分的工况基本一致，具有完全混合型的特点。
对于将氧化池分格按照推流式设置的接触氧化池来说，则全池又具有推流式活性污泥法的特点。由于按推流式设置时，水在池子内不断地沿着池的纵向逐步推流至出口，使生物膜上的微生物与污水中的有机物得到充分混合和接触，从而使污水逐渐净化。全池的水质是有变化的，进水端COD值最大，以后逐渐减小，出口端最小。
4、生物相及其演化规律
生物接触氧化法生物膜上的生物相是丰富的，起作用的微生物包括许多门类，由细菌、真菌、原生动物、后生动物组成比较稳定的生态系。
（1）细菌类
生物相中数量最多的是细菌。它们的形态有：
①游离菌
大多为体形较小的杆状菌，有时也可能是比较大型而自身又能运动的螺旋菌。细菌的种属因处理的污水种类不同而异，一般生长繁殖的细菌有无色杆菌属、假单孢菌属、芽孢杆菌属、产碱杆菌属等。它们多数在挂膜培菌初期出现，然后消失。
②菌胶团
它是低等细菌建立的胶粘物，有良好的吸附能力，对被粘附的有机物加以分解利用，使有机物无机化。菌胶团多半呈垂丝状，也有呈蘑菇状、分枝状。
③丝状菌
这是由低等细菌密切结合的高等细菌。丝状菌多数是真菌球衣细菌，是生物膜中起重要作用的微生物。它们的菌丝体较长，常呈乱发状。丝状菌的繁殖和废水的硝化有着密切联系。在生物接触氧化法中，丝状菌是固着在填料表面上的，它的繁殖不仅不会引起活性污泥法中的那种污泥膨胀，反而使出水水质变好。
（2）真菌类
生物膜中的真菌主要是镰刀霉菌、地霉菌和各类酵母菌等。真菌对某些人工合成的有机物（如丙烯腈等）有一定降解能力。
（3）原生动物
在正常运行和生物膜降解能力良好时，生物相中占优势的原生动物以固着性的纤毛虫为主，如钟虫、小口钟虫、等枝虫、盖纤虫、无柄钟虫等。有时也有游泳性纤毛虫，如草履虫、豆形虫、漫游虫等。
运行稳定时，生物膜上的生物相也是相对稳定的，细菌和原生动物之间存在着制约关系。一方面，原生动物纤毛虫吞噬细菌，抑制细菌群体的蔓延；另一方面，细菌被破坏后，又不断繁殖生长，这就需要以废水中的大量有机物作为食料，从而净化了废水。所以，原生动物纤毛虫特别是钟虫、等枝虫、盖纤虫是生物接触氧化系统运转良好的有价值的指示性生物。
在运行时，若有机物负荷或营养状况有较大变化，则原生动物中的固着性钟虫、等枝虫突然消失，丝状菌稀少，菌胶团结构松散，而游泳性草履虫、钟虫游泳体大量出现，出水水质变差；反之，若原来出水水质较差，一旦出现钟虫、等枝虫、丝状菌丛生，菌胶团结构紧密，而游泳性纤毛虫减少，则说明环境条件有了改善，出水水质变好。
（4）后生动物
与活性污泥法不同的是，在生物接触氧化法中的生物膜上存在着大量的后生动物如轮虫、线虫、红斑瓢体虫。这些是以食死肉为主的动物，能软化生物膜，促进生物膜脱落，从而经常保持活性和良好的净化功能。当轮虫等后生动物数量多且活跃，个体肥大，则处理后出水水质好；反之，则处理效果差。一旦发现生物呆滞，个体死亡，则预示着处理效果急剧下降。
二、影响处理效果的因素
1、进水水质
①PH值
环境条件对生物处理的影响是重要的，有时甚至是决定性的。其中PH值是重要的环境因素之一。
对于大多数细菌来说，虽然PH的最广范围为4-10，但是由于异常的PH值会损害细胞表面的渗透功能和细胞内部的酶反应，因此适宜的PH值范围应为6-8。
在污水处理中，特别是在工业废水处理中，污水的PH值往往不能适应微生物的生长繁殖。此时，当在培菌驯化时考虑到PH值因素，并使PH值逐渐偏于某一侧，那么，即使在较高的碱性和酸性条件下，也能够使整个经过驯化的微生物群体具有一定的净化能力。
运行实践表明，生物接触氧化法对PH值的适应性比较强，当污水的PH值为8-9时，微生物仍然有适应能力，对处理效果没有多大影响。因此，生物接触氧化池进水PH值可为6.5-9.0。否则，应考虑预先的PH调整措施。
②水温
温度对生物处理有一定的影响。一般地，温度高，微生物活力强，新陈代谢旺盛，氧化与呼吸作用强，处理效果较好。但温度过高，会抑制通常的嗜中温微生物的生长。同样，温度过低，微生物的生命活动受到抑制，处理效果受到影响。
为了保持基本正常运行，生物接触氧化池的进水水温宜控制在10-35℃之间。
③硫化物及其它有害物质
污水中的大量硫化物对生物接触氧化法处理是有害的。一是，硫化物是还原剂，要消耗生物接触氧化池中的大量溶解氧；二是，硫化物在充氧作用下，易产生难闻的硫化氢气体；三是，硫化物对微生物代谢过程有抑制作用。为此，生物接触氧化池进水中的硫化物含量应在30mg/L以下。
其它有害物质的情况，在此从略。
2、有机负荷
有机负荷是反映生物接触氧化法净化效能的主要指标。它通常用单位容积填料的污染物（BOD）负荷量来表示，即
①BOD负荷同被处理水的污染物质有关
处理对象不同，BOD负荷亦不同。易于生物降解的污水，例如城市污水、酵母废水等，BOD负荷较高。而可生化性较低的废水，如印染废水等，BOD负荷较低。
②BOD容积负荷与处理水水质亦有密切关系
实践表明，在一定范围内，出水BOD愈高，则BOD容积负荷也愈高；出水BOD愈低，则BOD容积负荷也就愈低。在保持相同处理水水质的情况下，允许的BOD容积负荷愈高，则证明处理设备效率愈高。
③BOD容积负荷的实际取值范围
对于可生化性较高的有机废水，如城市污水、食品工业废水等，BOD容积负荷宜取1.0-3.0KgBOD/（m3·d）；对于可生化性较差的废水，如印染废水等，BOD容积负荷取0.5-1.0KgBOD/（m3·d）更为稳妥。
三、填料选择
（1）填料的作用及要求
填料是生物膜的载体，同时兼有截留悬浮物质的作用。因此载体填料是氧化池的关键，直接影响着生物接触氧化法的效能。同时，载体填料费用在生物接触氧化处理系统的基建费用中又占较大比重，所以填料关系到接触氧化技术的经济合理性。
通常，对载体填料的要求是：
①生物膜的附着性
表面粗糙度是能否很快形成初期生物膜的主要因素。表面粗糙度大，挂膜快；表面粗糙度小，挂膜慢。
生物膜附着还同微生物和载体填料表面的静电作用有关。一般微生物常带负电，若填料表面的电位愈高，则可以推测生物膜附着愈易；反之亦然。由于微生物可以视为亲水性粒子，所以在亲水性填料表面易附着微生物。于是，有的塑料填料在使用前先进行了提高表面亲水性处理。
②水力学特性
若载体填料的比表面积大，则不仅对溶解性底质，而且对悬浮物质的去除效果较好。但是，比表面积大的填料带来的问题是，流经填料内的水流阻力增大，能量消耗随之增大，同时易于堵塞填料。为了防止堵塞，就要提高反冲洗强度，这样使原生动物、后生动物受到冲刷，微生物的食物链变短，产生的剩余污泥量就大。因此，一般固定床氧化法载体填料的比表面积宜在一至数个100m2/m3之间。
若空隙率大、比表面积大、形状尺寸均一，则水流阻力小；反之亦然。从节能观点来看，填料间的水流阻力愈小愈好，这是一个方面。但另一方面由于填料自身具有整流作用，阻力愈大，则填料内流速分布比较均一，因此克服氧化池内流速偏差是有效的。
③经济性
影响填料成本的主要因素是材质、填料形状与厚度、加工工艺过程等。不言而喻，采制价格低廉、厚度小、加工工艺简单，则成本低。
当建设资金充足时，可以考虑一次性采用性能好、使用寿命长而价格又较贵的填料；若建设资金比较短缺时，建议可以先使用性能良好、价格低廉的填料，如软性纤维填料，以满足污水处理的需要，而以后再逐渐更换成其它更为理想的填料。
（2）种类
载体填料按形状分，有：蜂窝管状、束状、波纹状、圆环辐射状、盾状、板状、网状、筒状、不规则粒状等；按性状分，有：硬性、半软性、软性；按材质分，有：塑料、玻璃钢、纤维填料等。
四、供气量和曝气充氧设备
（1）供气的作用
①充氧
生物接触氧化法主要是利用好气性细菌完成生物净化作用。微生物的氧化、合成和内源呼吸全部需要氧。所以，除了营养物质外，氧气是保持微生物正常活动的一个重要条件。供气使氧化池中的溶解氧控制在一个相当的水平上。
②充分搅拌，形成紊流
供气使池内水流充分搅动，形成紊流。紊流愈甚，被处理水与生物膜的接触效率愈高，传质效应愈好，从而提高处理效果。
③填料堵塞，促进生物膜更新
供气的搅动作用使填料上衰老的生物膜及时剥落，防止填料堵塞。同时还促进生物膜更新，提高处理效果。
（2）供气量
为了表面层的好气菌维持良好的生物相，通过填料后的溶解氧应是2-3mg/L。
关于供气量的确定，一般有以下两种方法：
①根据生物膜需氧量来计算供气量
生物膜的需氧量（R）包括合成用氧量和内源呼吸用氧量两部分。即
R=a’·ΔBOD+b’·P
式中：
所需的供气量（Qs）取决于需氧量（R）和曝气装置氧的总转移系数KLa。
②根据水气比，确定实际供气量
在生物接触氧化处理废水实践中，往往是根据水气比确定供气量。水气比为处理水量和供气量体积比，视水质、水温、填料和废水所需的溶解氧而定。正常运行时的水气比为：
城市污水1：（3-5）一般工业废水1：（15-20）高浓度生产废水1：（20-25）
但是，在生物接触氧化中，曝气不仅提供溶解氧，还形成紊流，促进生物膜脱落与更新，防止填料堵塞，还有利于污水中有机物和微生物的代谢产物的扩散与传递。所以，在确定供气量时还应考虑反冲填料时须加大供气量。一般地，反冲填料时的水气比为：
城市污水1：（6-8）工业废水1：（20-25）
（3）供气方式
对供气方式总的要求是：能使水流均匀地流经曝气池和载体填料，充氧效果好，能耗低，维护管理方便。
供气方式可分为：鼓风曝气、机械曝气和射流曝气。
目前国内用得较多的是鼓风曝气。鼓风曝气就是用鼓风机（或空压机）向曝气池充入一定压力的空气（或氧气）。这种方法动力消耗较低，动力效率较高，供气量较易控制，脱落的生物膜沉淀性能较好。但是，氧的利用率较低，噪声大。
射流曝气，就是用泵打入混合液，在射流器的喉管处形成高速射流，与吸入（或压入）的空气强烈混合搅拌，将气泡粉碎为100μm左右，使氧迅速转移至混合液中。其氧的利用率较高，管理方便。但是，动力消耗较高，动力效率较低，脱落的生物膜易被击碎，质轻上浮。
机械曝气大多以装在曝气池水面的叶轮快速转动，进行表面充氧。生物接触氧化法，很少采用这种曝气方式。
（4）曝气充氧设备
各种不同方式对氧化池的供气是通过曝气充氧设备来实现的。曝气充氧设备的性能不仅影响污水生物处理的效果，而且关系到处理设施的投资、电耗和运行费用。目前，鼓风曝气充氧设备常采用穿孔管、微孔曝气器、可变孔曝气软管等。
穿孔管，简单易行，安装方便，一次投资省。但是，其氧的利用率较低，孔口易于堵塞。
微孔曝气器、可变孔曝气软管等，氧的利用率较高。但是，由于它是采用塑料（或橡胶）制成，很容易老化，使用寿命较低。