MBR地埋式生活污水處理裝置
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廢水處理方法
廢水處理過程是將廢水中所含有的各種污染物與水分離或加以分解，使其凈化的過程。廢水處理法大體可分為：物理處理法、化學(xué)處理法、物理化學(xué)處理法和生物處理法。
1、物理處理法
廢水物理處理法通過物理作用分離和去除廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)的污染物（包括油膜、油珠）的方法。處理過程中，污染物的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化。方法有：①重力分離法，其處理單元有沉淀、上浮（氣浮）等，使用的處理設(shè)備是沉淀池、沉砂池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。②離心分離法，其本身是一種處理單元，使用設(shè)備有離心分離機(jī)、水旋分離器等。③篩濾截留法，有柵篩截留和過濾兩種處理單元，前者使用格柵、篩網(wǎng)，后者使用砂濾池、微孔濾機(jī)等。此外，還有廢水蒸發(fā)處理法、廢水氣液交換處理法、廢水高梯度磁分離處理法、廢水吸附處理法等。物理處理法的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備大都較簡單，操作方便，分離效果良好，故使用極為廣泛。
2、廢水化學(xué)處理法
廢水化學(xué)處理法是通過化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的廢水處理法。以投加藥劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的處理單元有混凝、中和、氧化還原等；以傳質(zhì)作用為基礎(chǔ)的處理單元有萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲吸和反滲透等。有廢水中和處理法、廢水混凝處理法、廢水化學(xué)沉淀處理法、廢水氧化處理法、廢水萃取處理法等。與生物處理法相比，能較迅速、有效地去除更多的污染物，可作為生物處理后的三級(jí)處理措施。此法還具有設(shè)備容易操作、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和控制、便于回收利用等優(yōu)點(diǎn)。化學(xué)處理法能有效地去除廢水中多種劇毒和高毒污染物。
3、廢水物理化學(xué)處理法
廢水物理化學(xué)處理法系運(yùn)用物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的方法。它是由物理方法和化學(xué)方法組成的廢水處理系統(tǒng)，或是包括物理過程和化學(xué)過程的單項(xiàng)處理方法，如浮選、吹脫、結(jié)晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。如為去除懸浮的和溶解的污染物而采用的化學(xué)混凝——沉淀和活性炭吸附的兩級(jí)處理，是一種比較典型的物理化學(xué)處理系統(tǒng)。和生物處理法相比，此法優(yōu)點(diǎn)：占地面積少；出水水質(zhì)好，且比較穩(wěn)定；對(duì)廢水水量、水溫和濃度變化適應(yīng)性強(qiáng)；可去除有害的重金屬離子；除磷、脫氮、脫色效果好；管理操作易于自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制等。但是，處理系統(tǒng)的設(shè)備費(fèi)和日常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)較高。
4、廢水生物處理法
廢水生物處理法又稱“廢水生物化學(xué)處理法”，簡稱“廢水生化法”，是利用微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)凈化的方法。可分為廢水需氧生物處理法和廢水厭氧生物處理法，前者主要有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、廢水灌溉等。
通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機(jī)污染物，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)的廢水處理法。根據(jù)作用微生物的不同，生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。廢水生物處理廣泛使用的是需氧生物處理法，按傳統(tǒng)，需氧生物處理法又分為活性污泥法和生物膜法兩類。活性污泥法本身就是一種處理單元，它有多種運(yùn)行方式。屬于生物膜法的處理設(shè)備有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池以及近發(fā)展起來的生物流化床等。生物氧化塘法又稱自然生物處理法 。厭氧生物處理法，又名生物還原處理法，主要用于處理高濃度有機(jī)廢水和污泥。使用的處理設(shè)備主要為消化池。
用生物接觸氧化法處理廢水，即用生物接觸氧化工藝在生物反應(yīng)池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的廢水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，廢水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，廢水中有機(jī)污染物得到去除，廢水得到凈化。后,處理過的廢水排入生物接觸氧化處理系統(tǒng)與生活廢水混合后進(jìn)行處理,氯消毒后達(dá)標(biāo)排放。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)廢水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)廢水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證廢水同浸沒在廢水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在廢水與填料接觸不均的缺陷。
AB法工藝對(duì)氮、磷的去除以A段的吸附去除為主。污水中的部分有機(jī)氮和磷以不溶解態(tài)存在，在A段生物吸附絮凝的作用下通過沉淀轉(zhuǎn)移到固相中，同時(shí)生物同化也可以去除一部分以溶解態(tài)存在的氮和磷。傳統(tǒng)的AB法工藝的總氮去除率約為30%～40%；對(duì)磷的去除以A段的吸附絮凝作用為主，A段對(duì)磷的去除率約為35%～50%，是傳統(tǒng)一段活性污泥法的兩倍以上；剩余的磷進(jìn)入B段用于B段的微生物的合成而得到進(jìn)一步去除。這樣AB法工藝整體顯示出了比傳統(tǒng)活性污泥法高的氮、磷的去除效果。但是AB法由于自身組成上的特點(diǎn)，決定了其對(duì)氮、磷的去除量有限，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
首先，生物脫氮過程包括硝化和反硝化兩個(gè)部分，終使氮以氣態(tài)的形式釋放到大氣中而達(dá)到從污水中去除的目的。由于A段對(duì)BOD的去除率高而對(duì)氨氮去除的很少，使得進(jìn)入B段的BOD/N值降低，這樣有利于硝化菌的生長，使B段充分完成硝化過程；由于常規(guī)的AB法工藝沒有反硝化過程，雖然氨氮得到去除，但是導(dǎo)致了硝態(tài)氮的增加，硝態(tài)氮的存在使出水依然難以達(dá)到污水排放對(duì)氮含量的要求。
其次，對(duì)于磷來說，傳統(tǒng)的AB法工藝不能為聚磷菌提供優(yōu)勢生長的厭氧/好氧條件，因此不能充分發(fā)揮生物除磷的作用。磷的去除主要是利用A段的吸附絮凝作用，主要去除的也是以懸浮態(tài)存在的磷。但城市污水中以懸浮態(tài)存在的磷的比例有限，因此磷的去除率也有限。雖然AB法表現(xiàn)出比普通活性污泥法好的除磷效果，但出水也很難達(dá)到對(duì)磷的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)于AB法工藝來說，它不具備同時(shí)脫氮除磷的條件，對(duì)氮、磷的去除率很難進(jìn)一步提高。
MBR主體工藝
工藝原理。
膜生物反應(yīng)器技術(shù)是活性污泥生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新工藝。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池進(jìn)行固液分離，而是使用中空纖維膜替代沉淀池，因此具有固液分離性能。同時(shí)利用膜的特性，使活性污泥不隨出水流失，在生化池中形成8000～12000mg/L超高濃度的活性污泥濃度，使污染物分解*，因此，出水水質(zhì)良好、穩(wěn)定，出水細(xì)菌、懸浮物和濁度接近于零。
工藝特點(diǎn)。
MBR處理工藝對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)性好，耐沖擊負(fù)荷性能好，出水水質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹;池中采用新型彈性立體填料，比表面積大，微生物易掛膜，脫膜，在同樣有機(jī)物負(fù)荷條件下，對(duì)有機(jī)物去除率高，能提高空氣中的氧在水中溶解度;工藝簡單，不必單獨(dú)設(shè)立沉淀、過濾等固液分離池，占地面積少，水力停留時(shí)間大大縮短;污泥排放量少，只有傳統(tǒng)工藝的30%，污泥處理費(fèi)用低，但一次性投資較高。
MBR地埋式生活污水處理裝置工藝流程說明。
污水經(jīng)格柵進(jìn)人調(diào)節(jié)池后，經(jīng)提升泵進(jìn)入生物反應(yīng)器，通過PLC控制器開啟鼓風(fēng)機(jī)充氧，生物反應(yīng)器出水經(jīng)循環(huán)泵進(jìn)入膜分離處理單元，濃水返回調(diào)節(jié)池。反沖洗泵利用清洗池中處理水對(duì)膜處理設(shè)備進(jìn)行反沖洗，反沖污水返回調(diào)節(jié)池。通過生物反應(yīng)池內(nèi)的水位控制提升泵的啟閉。膜單元的過濾操作與反沖洗操作可自動(dòng)或手動(dòng)控制。當(dāng)膜單元需要化學(xué)清洗操作時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥和污水循環(huán)閥，打開藥洗閥和藥劑循環(huán)閥，啟動(dòng)藥液循環(huán)泵，進(jìn)行化學(xué)清洗操作。MBR工藝是膜分離技術(shù)與活性污泥法有機(jī)結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，它利用膜的截留作用，將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，省掉了初沉池和二沉池，進(jìn)行固液分離，有效地達(dá)到了泥水分離的目的。活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間可以分別控制，而難降解的大分子有機(jī)物，延長其在反應(yīng)器的停留時(shí)間，使之得到zui大限度的分解，大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。
S-BR主體工藝原理
序批式活性污泥法是一種間歇式活性污泥法。S-BR工藝在運(yùn)行操作上的zui大you點(diǎn)是將曝氣、反應(yīng)、沉淀、排水等單元操作工序按時(shí)間順序在同一個(gè)反應(yīng)池中反復(fù)進(jìn)行。其運(yùn)行次序一般分為進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉淀期、排水期和閑置期5個(gè)階段，5個(gè)階段所需的時(shí)間稱為一個(gè)周期。一個(gè)周期內(nèi)，各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)池混合液的濃度以及運(yùn)行狀況等都可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)與運(yùn)行功能靈活操作。只要有效地控制與變換各階段的操作，S-BR法就能在一定的范圍內(nèi)適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化;而且，在進(jìn)水與反應(yīng)階段，缺氧(或厭氧)與好氧狀態(tài)交替出現(xiàn)，有效地抑制了專性好氧菌的過量增長繁殖，同時(shí)，較短的污泥齡又使絲狀菌無法大量繁殖，由此克服了常規(guī)活性污泥易使污泥膨脹的弊端。
工藝特點(diǎn)
采用S-BR法作為主體工藝的一體化污水處理設(shè)備具有工藝流程簡單，構(gòu)筑物少的特點(diǎn)。該工藝不需設(shè)置污泥回流設(shè)施，不設(shè)二沉池，曝氣池容積也小于傳統(tǒng)連續(xù)式活性污泥法，易產(chǎn)生污泥膨脹的現(xiàn)象。通過調(diào)節(jié)運(yùn)行，不僅去除COD，而且可以有效地脫氮除磷。該工藝對(duì)水質(zhì)水量變化適應(yīng)性強(qiáng)，出水水質(zhì)較穩(wěn)定，適合間歇排放的污水，可由PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)靈活控制運(yùn)行工序。但SBR法屬于間歇式活性污泥法，排水時(shí)間短，且排水時(shí)要求不攪動(dòng)沉淀污泥層，因而需要專門的排水設(shè)備(潷水器)，且對(duì)潷水器的要求較高。上述原因?qū)е虏捎迷摴に囎鳛橹黧w工藝的一體化設(shè)備處理效率不高。運(yùn)行費(fèi)用低。
工藝流程說明
污水經(jīng)過格柵去除掉較大的漂浮物，然后流入到調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)、均量。出水經(jīng)提升泵提升后，進(jìn)入主反應(yīng)SBR設(shè)備池，由經(jīng)曝氣、反應(yīng)、沉淀、排水一系列操作工序后，下部污泥進(jìn)入污泥儲(chǔ)存池，上清液經(jīng)潷水器潷水后進(jìn)入中間水池，經(jīng)過消毒工藝處理后，作為回用中水或達(dá)標(biāo)水體排放。進(jìn)入污泥儲(chǔ)存池的污泥經(jīng)壓濾后抽排外運(yùn)，上清液回流至調(diào)節(jié)池。
常用主體工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比
現(xiàn)以一體化生活污水處理設(shè)備處理量為120m3/d，對(duì)3種常用主體工藝進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。由表1可知，A/O主體工藝總投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較低，在出水水質(zhì)不作較高要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用該主體工藝一體化處理設(shè)備;MBR主體工藝出水水質(zhì)可穩(wěn)定符合GB18918-2002一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，但工藝設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，總體投資與運(yùn)行費(fèi)用較高，建議土地利用成本較高的東部地區(qū)，發(fā)展較好的農(nóng)村地區(qū)使用;S-BR主體工藝對(duì)進(jìn)水水質(zhì)有很高的抗沖擊能力，該工藝流程簡單，設(shè)備少，由于該工藝屬于間歇式活性污泥法，對(duì)于進(jìn)水水質(zhì)、水量不穩(wěn)定的地區(qū)，可以考慮使用此工藝。
(1)一體化生活污水處理設(shè)備具有投資低、能耗少、處理效率高、占地面積小、管理方便等一系列優(yōu)勢，可以有效地緩解管網(wǎng)建設(shè)壓力，適合農(nóng)村地區(qū)分散式污水處理，在我國農(nóng)村地區(qū)具有廣闊的發(fā)展前景。
(2)在一體化生活污水處理設(shè)備的常用主體工藝中，A/O主體工藝技術(shù)成熟，發(fā)展穩(wěn)定，在工程投資和運(yùn)行成本上體現(xiàn)出較大的優(yōu)勢;MBR主體工藝在出水水質(zhì)及出水穩(wěn)定性上更優(yōu)，但投資和運(yùn)營成本較高，管理方面相對(duì)復(fù)雜，隨著膜組件生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展革新，MBR主體工藝顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?SBR主體工藝流程簡單，設(shè)備少，但由于屬于間歇性活性污泥法，處理效率不高，且對(duì)潷水器的要求較高，常僅在水質(zhì)水量變化較大的地區(qū)使用。對(duì)于具體的農(nóng)村一體化生活污水處理設(shè)備主體工藝選擇，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厮|(zhì)、水量的特點(diǎn)，綜合上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素予以考慮。
厭氧- 好氧工藝是中、高濃度有機(jī)廢水處理的適宜工藝。這是因?yàn)?
1. 厭氧法多適用于高濃度有機(jī)廢水的處理, 能有效地降解好氧法不能去除的有機(jī)物, 具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的you點(diǎn),但其出水綜合的指標(biāo)往往不能達(dá)到處理要求;
2. 厭氧法能耗低和運(yùn)行費(fèi)便宜,尤其在高濃度有機(jī)廢水時(shí),厭氧法要比好氧法經(jīng)濟(jì)得多;
3. 好氧法則多適用于中低濃度有機(jī)廢水的處理, 對(duì)于高濃度且水質(zhì)、水量不穩(wěn)定的廢水的耐沖擊負(fù)荷能力不如厭氧法,尤其當(dāng)進(jìn)水中含有高分子復(fù)雜有機(jī)物時(shí),其處理效果往往受到嚴(yán)重的影響。厭氧- 好氧聯(lián)合處理工藝可大大改善水質(zhì)及運(yùn)行的穩(wěn)定性,但由于厭氧段實(shí)現(xiàn)了甲烷過程,因而對(duì)運(yùn)行條件和操作要求較為嚴(yán)格,同時(shí)因原水中大量易于降解的有機(jī)物質(zhì)在厭氧處理中被甲烷化后,剩余的有機(jī)物主要為難生物降解和厭氧消化的剩余產(chǎn)物, 因而盡管其后續(xù)的好氧處理進(jìn)水負(fù)荷得到大大降低,但處理效率仍較低。此外,該工藝須考慮復(fù)雜的氣體回收利用設(shè)施,從而增加基建費(fèi)用。而水解酸化工藝則將厭氧處理控制在產(chǎn)酸階段, 不僅降低了對(duì)環(huán)境條件(如溫度、p H、DO 等) 的要求, 使厭氧段所需容積縮小,同時(shí)也可不考慮氣體的利用系統(tǒng),從而節(jié)省基建費(fèi)用。由于厭氧段控制在水解酸
化階段,經(jīng)水解后原水中易降解物質(zhì)的減少較少,而原來難以降解的大分子物質(zhì)則被轉(zhuǎn)化為易生物降解的物質(zhì),從而使廢水的可生化性及降解速率得到較大幅度的提高。因此,其后續(xù)好氧處理可在較短的HRT下達(dá)到較高的處理率。兩相厭氧消化工藝即是將厭氧消化中的產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分開,以便獲得各自*的運(yùn)行工況。與水解酸化過程相比, 其產(chǎn)酸段對(duì)產(chǎn)物的要求是不同的(以乙酸為其產(chǎn)物) 。
