MBR地埋式一體化污水處理設備
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常用的幾種城市污水處理工藝
CCAS工藝
工藝即連續(xù)循環(huán)曝氣系統工藝,對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理的核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。經預處理的污水連續(xù)不斷地進入反應池前部的預反應池,在該區(qū)內污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,并一起從主、預反應區(qū)隔墻下部的孔眼以低流速(0.03～0.05m/min)進入反應區(qū)。在主反應區(qū)內依照“曝氣、閑置、沉淀、排水”程序周期運行,使污水在“好氧-缺氧”的反復中完成去碳、脫氮,和在“好氧-厭氧”的反復中完成除磷。各過程的歷時和相應設備的運行均按事先編制的程序運行,并可調整程序,由計算機集中自控。
SBR工藝
SBR是序批式活性污泥法的簡稱,又名間歇曝氣法,其主體構筑物是SBR反應池。污水在反應池中完成反應、沉淀、排水及排除剩余污泥等工序,使處理過程大為簡化。
A/O工藝
A/O工藝也叫厭氧好氧工藝,A(Anacrobic)是厭氧段,用于脫氮除磷;O(Oxic)是好氧段,用于除水中的有機物。
A2/O工藝
A2/O工藝是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。A2/O工藝將生物脫氮生物除磷綜合到了同一活性污泥系統中。
傳統活性污泥工藝
活性污泥工藝是污水處理的主要工藝,傳統活性污泥工藝采用中等污泥負荷,曝氣池為連續(xù)推流式。若只要求去除有機污染物時,傳統活性污泥工藝仍是一種可行的選擇。對傳統活性污泥工藝進行的各種改進,產生了很多種不同的活性污泥工藝。一些工藝較傳統工藝處理功能增強,一些工藝運行更加穩(wěn)定,而另外一些工藝的費用大大降低或運行更加方便。這些改進可以分為池形的改進、運行方式的改進、曝氣方式的改進、生物學方面的改進以及投加填料等幾個方面。
氧化溝
氧化溝是活性污泥法的一種變型,其曝氣池呈封閉的溝渠型,故它在水力流態(tài)上不同于傳統的活性污泥法。它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠,污水滲入其中得到凈化,早的氧化溝渠是加以護坡處理的土溝渠,是間歇進水間歇曝氣的。從這一點上來說,氧化溝早是以序批方式處理污水的技術。氧化溝污水處理的整個過程如進水、曝氣、沉淀、污泥穩(wěn)定和出水等全部集中在氧化溝內完成,早的氧化溝不需另設初沉池、二沉池和污泥回流設備。隨著處理規(guī)模和范圍逐漸擴大,通常采用延時曝氣。連續(xù)進出水,所產生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時得到穩(wěn)定,不需設置初沉池和污泥消化池,處理設施大大簡化。
城市污水處理工藝選擇
目前城市污水處理工藝大都采用一級處理和二級處理。一級處理采用物理方法,主要通過格柵攔截、沉淀等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質,這一工藝已很成熟,差別不大。二級處理則采用生化方法,主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性、溶解性有機物以及氮、磷等營養(yǎng)鹽。目前這一處理工藝有多種方法,歸結起來主要有以上介紹的幾種工藝,即CCAS、SBRA/O、A2/O、傳統活性污泥及氧化溝等工藝。
(一)選擇城市污水處理工藝時應著重考慮五個方面
1.投資省。目前大部分污水處理項目都是國有資金投資的,我國是一個發(fā)展中國家,經濟發(fā)展所需資金缺口龐大,控制投資對國民經濟可持續(xù)發(fā)展大有益處。
2.運行成本低。運行成本是污水處理廠能否正常運行的重要因素,是選擇處理工藝的主要指標之一。
3.占地少。土地資源是城市發(fā)展規(guī)劃的重要因素。
4.脫氮除磷效果好。隨著我國大面積水體環(huán)境的富營養(yǎng)化,污水的脫氮除磷已經成為迫切需要解決的問題。我國實施的國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)也明確規(guī)定了適用于所有排污單位,非常嚴格地規(guī)定了磷酸鹽排放標準和氨氮排放標準,這就意味著選擇污水處理工藝首先要考慮脫氮除磷的問題。
5.現代*技術與環(huán)保工程的有機結合。現代*技術,尤其是計算機技術和自控系統設備的出現和完善,為環(huán)保工程的發(fā)展提供了有力的支持。目前,國外發(fā)達國家的污水處理廠大都采用*的計算機管理和自控系統,保證了污水處理廠的正常運行和穩(wěn)定合格地出水,而我國在這方面還比較落后。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發(fā)展的方向。
CCAS工藝的*結構和運行模式
1.曝氣時,污水和污泥處于*理想混合狀態(tài),保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%。
2.“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格。
3.沉淀時,整個CCAS反應池處于*理想沉淀狀態(tài),使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。CCAS工藝的缺點是各池同時間歇運行,人工控制很難做到,全依托電腦控制,對處理廠的管理人員素質要求很高,對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
SBR工藝的*結構和運行模式
SBR是間歇運行的活性污泥工藝,曝氣和沉淀在同一池內完成,省去二沉池和回流系統,使運行簡單化。SBR以它*的優(yōu)點近年得到迅速推廣,通過不斷改進、完善,使其成為目前世界上采用較多的污水處理工藝。
MBR地埋式一體化污水處理設備活性污泥的食物鏈
活性污泥中的微生物可分為幾類：形成活性污泥絮體的微生物、腐生生物、捕食者及有害生物。
腐生生物是降解有機物的生物，以細菌為主。顯然，這些細菌中包括被看作形成絮體的大多數細菌，也可能包括不絮凝的細菌，但它們被包裹在由類細菌形成的絮體顆粒中。腐生生物可分為初級和二級腐生生物，前者用于降解原始基質，而二級腐生生物則以初級腐生生物的代謝產物為食，這充分表明在群落中具有高度的偏利共生性。
在活性污泥的群落中主要的捕食者是以細菌為食的原生動物及后生動物，在數量上，大約為103個/mL。在活性污泥中大約發(fā)現230多種原生動物，它們在系統中可能占生物固體量的5%。其中，纖毛蟲幾乎都捕食細菌，通常為占優(yōu)勢的原生動物。
由于原生動物及后生動物的數量會隨著污水處理的運行條件及處理水質的變化而變化，所以，可以通過顯微鏡觀察活性污泥中的原生動物及后生動物的種類來判斷處理水質的好壞。因此，一般將原、后生動物稱為活性污泥系統中的指示性生物。
所謂的有害生物是指那些達到一定數目時就會干擾活性污泥處理系統正常運行的生物。通常認為，絲狀菌及真菌對污泥沉淀效果有影響。即使當絲狀生物的數量在整個生物群落中所占的百分比很小時，污泥絮體的實際密度也會降低很多，以致于污泥很難用重力沉淀法來有效地進行分離，從而終影響出水水質，這種情況通常叫做絲狀菌污泥膨脹（簡稱污泥膨脹）。目前人們已知有近30種不同類型的絲狀菌會引起污泥膨脹。
活性污泥的結構
在活性污泥工藝中，將千萬個細菌結合在一起形成絮凝體狀的細菌稱為菌膠團細菌。菌膠團細菌在活性污泥中具有十分重要的作用，只有在菌膠團發(fā)育良好的條件下，活性污泥的絮凝、吸附及沉降等功能才能正常發(fā)揮。形成絮體的細菌在處理過程中起著非常重要的作用，它們有助于從處理過的廢水中分離污泥。
通過對活性污泥中種群動態(tài)學的研究，人們認識到，活性污泥中的菌膠團細菌和絲狀菌形成一個共生的微生物體系。當活性污泥中的菌膠團細菌和絲狀菌處于平衡狀態(tài)時，絲狀菌作為污泥絮體的骨架，菌膠團細菌附著在其表面，形成結構緊密、沉降性能良好的污泥絮體。
隨著絮體尺寸增大到某一臨界值后，絮體內部條件不利于菌膠團細菌和絲狀菌的繁殖，絲狀菌伸展出來，沉降性能開始變差。后來，污泥絮體開始解體，污泥的沉降性能更差。破碎后的小指狀污泥又利于菌膠團細菌的生長，此時擴散能力改善，菌膠團細菌又可直接從溶液中吸取營養(yǎng)和基質，故又可出現菌膠團細菌和絲狀菌的生長平衡狀態(tài)，如此完成絮體形態(tài)上的一個循環(huán)。
由此可見，菌膠團細菌和絲狀菌的共生體系是一種接近于自然界的混合培養(yǎng)體系，存在著這兩類微生物之間在時間和空間上的動態(tài)生態(tài)學的相互作用。在該體系中，絲狀菌的重要作用有：
(1)保持污泥絮體的結構，形成沉淀性能良好的污泥從Seagin等人關于絮體結構的學說中可知，由絲狀菌形成污泥絮體的骨架，這對于保證污泥絮體的強度有很大作用；若缺少絲狀菌,則污泥絮體強度降低，抗剪力變差，往往會造成出水的混濁。
