美麗鄉(xiāng)村一體化生活污水處理設(shè)備

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污水中磷的去除主要依靠懸浮生長活性污泥工藝生物除磷或化學(xué)除磷, 而單純利用生物膜 法實現(xiàn)強(qiáng)化生物除磷(EBPR) 的成功范例至今還不多見。相對于傳統(tǒng)懸浮生長活性污泥工藝, 生物膜 工藝自誕生以來憑借其集約緊湊的占地、高效的除 碳硝化性能及較低的污泥產(chǎn)率等特點而彰顯優(yōu)勢, 構(gòu)型各異的生物膜工藝一直是競相追逐的熱點研究 領(lǐng)域, 如曝氣生物濾池( BAF) 、流化床生物膜反應(yīng)器 ( FBBR) 、移動床生物膜反應(yīng)器(MBBR) 等, 但是, 利用生物膜工藝實現(xiàn)生物除磷的研究還很有限 , 生物膜技術(shù)在實現(xiàn)EBPR 方面一直面臨挑戰(zhàn)并因此遭受質(zhì)疑 , 如連續(xù)流淹沒式生物膜系統(tǒng), 很多研究者認(rèn)為, 該工藝只能有效去除有機(jī)物及氨氮, 但卻不能有效除磷 ; 此外, 固定床生物膜工藝在常規(guī)運行模式下難以實現(xiàn)高效生物除磷, 須輔以化學(xué)除磷方能達(dá)到嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn), 但化學(xué)除磷將產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥并導(dǎo)致運行成本的提高, 因此, 如何提高生物膜工藝的除磷效能是擺在研究者面前的一個緊迫課題。

近些年, 強(qiáng)化生物膜法除磷技術(shù), 如固定床生物膜工藝嘗試通過運行模式的變換實現(xiàn)EBPR、生物膜與活性污泥的復(fù)合集成工藝等逐步得到了開發(fā)與應(yīng)用, 但是, 這些改良式的生物膜工藝在實現(xiàn)EBPR方面仍然暴露出許多矛盾和弊端。如BAF為強(qiáng)化生物除磷而采用間歇運行模式, 但這無疑為本已較為復(fù)雜的BAF 控制回路又增加了控制系統(tǒng)上的復(fù)雜性; 此外, 如果反應(yīng)器內(nèi)部微生物主要以附著形式存在, 那么要增強(qiáng)除磷效果必須加大排泥, 這樣勢必導(dǎo)致生物膜上富磷污泥排放量與生物持有量之間的矛盾, 同時, 生物膜污泥排放量在實踐中不像 常規(guī)活性污泥工藝那樣易于控制。EBPR 對厭氧/ 好氧的交替環(huán)境有著極為苛刻的要求, 與傳統(tǒng)懸浮生長工藝不同, 生物膜反應(yīng)器中微生物主要以附著形式生長, 要使其處于交替A/ O 狀態(tài)則受時間和空間的制約, 因此, 要實現(xiàn)生物膜高效除磷將會面臨很復(fù)雜的工藝難題, 如反應(yīng)器構(gòu)型調(diào)整、運行模式優(yōu)化及過程控制集成等一系列問題需要解決和優(yōu)化。
美麗鄉(xiāng)村一體化生活污水處理設(shè)備
EBPR 生物膜反應(yīng)器構(gòu)型的選擇
要實現(xiàn)生物膜除磷, 必須為生物膜上聚磷菌 ( PAOs) 的富集提供厭氧/ 好氧或厭氧/ 缺氧的交替環(huán)境, 同時在厭氧段要提供足夠的快速降解有機(jī)物, 為實現(xiàn)這個目的, 有兩種不同反應(yīng)器構(gòu)型可供選擇:
一是若采用單一生物反應(yīng)器實現(xiàn)除磷, 則需要單一反應(yīng)器內(nèi)部順序提供厭氧/ 好氧環(huán)境, 如間歇曝氣生物膜反應(yīng)器( SBBR) 或FBBR, 常見的反應(yīng)器構(gòu)型, 固定床SBBR在厭氧段需要循環(huán)回流強(qiáng) 化攪拌功能(見圖1a) ; FBBR在中心筒升流區(qū)域曝氣進(jìn)行好氧吸磷過程, 而在外環(huán)筒區(qū)域不曝氣處于厭氧狀態(tài)進(jìn)行釋磷過程 。
二是采用兩個( 組) 單獨的生物反應(yīng)器, 即厭氧/ 好氧系統(tǒng), 生物載體在反應(yīng)器內(nèi)以懸浮流化狀態(tài)存在, 并使生物膜載體在A/ O 系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)回流循環(huán), 但問題關(guān)鍵在于能否順利將富磷生物膜污泥適度剝落并排出系統(tǒng), 這在工程實踐中目前還難以實現(xiàn), 同時要求同步脫氮除磷時還面臨硝化液回流與污泥回流之間難以分離的矛盾。
單純生物膜工藝很難真正意義上實現(xiàn)EBPR, 但復(fù)合工藝就*有可能實現(xiàn), 近些年涌現(xiàn)的/ 活性污泥- 生物膜0組合工藝( 見圖1c) 為實現(xiàn)高效生 物除磷展現(xiàn)了前景, 該工藝特點在于系統(tǒng)中微生物以懸浮( 活性污泥) 和附著( 生物膜) 兩種形式存在, 研究證明該技術(shù)可以實現(xiàn)高效脫氮除磷 。

目前國內(nèi)城市污水的主流處理方法
(一)活性泥技術(shù)
簡單來說活性泥技術(shù)就是利用活性污泥去除水中的有機(jī)物。首先是回流的活性污泥和污水同時進(jìn)入曝氣池，并將空氣打入曝氣池，使污水和活性污泥充分混合，曝氣池中微生物吸附、混合液進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行分離操作。后就可以向外排放凈化后的水，分離出一部分活性污泥通過回流系統(tǒng)，回流至曝氣池，另一部分將從系統(tǒng)出中排出。
(1)AB法
該工藝將曝氣池分為高低負(fù)荷兩段,各有獨立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負(fù)荷段(A段)停留時間約20—40分鐘,以生物絮凝吸附作用為主,同時發(fā)生不*氧化反應(yīng),生物主要為短世代的細(xì)菌群落,去除BOD達(dá)50%以上。B段與常規(guī)活性污泥法相似,負(fù)荷較低,泥齡較長。
AB法A段效率很高,并有較強(qiáng)的緩沖能力。但是,AB法污泥產(chǎn)量較高,A段污泥有機(jī)物含量*,污泥后續(xù)穩(wěn)定化處理是必須的,將增加一定的投資和費用。另外，A段在運行中如果控制不好,很容易產(chǎn)生臭氣,影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。對于污水濃度較低的場合，B段運行較為困難,也難以發(fā)揮優(yōu)勢。目前有僅采用A段的做法,效果要好于一級處理。當(dāng)對脫氮除磷要求很高時,A段不宜按AB法的原來去除有機(jī)物的分配比去除BOD,因為B段曝氣池的進(jìn)水含碳有機(jī)物含量的碳/氮比偏低,不能有效地脫氮。

序批式反應(yīng)池(SBR)屬于"注水——反應(yīng)——排水"類型的反應(yīng)器，在流態(tài)上屬于*混合式，氮有機(jī)污染物確實隨著反應(yīng)時間的推移而被降解的。其操作流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個周期，所有處理過程都是在同一個設(shè)有抱起或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行，混合液始終留在池中，從而不需另外設(shè)置沉淀池。
該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時間上的分布,形成一體化的集約構(gòu)筑物,并利于實現(xiàn)緊湊的模塊布置,大的優(yōu)點是節(jié)省占地,可以減少污泥回流量,有節(jié)能效果。但是,SBR工藝對自動化控制要求很高,并需要大量的電控閥門和機(jī)械撇水器,稍有故障將不能運行,一般必須引進(jìn)全套進(jìn)口設(shè)備。
(3)CAST法
CAST工藝是SBR工藝的一種變形，池體內(nèi)用隔油墻隔出生物選擇區(qū)、兼性區(qū)和主反應(yīng)區(qū)三個反應(yīng)區(qū)，三個反應(yīng)區(qū)的體積比大致為1:2:20，混合液由第三區(qū)回流到*區(qū)，回流比一般為20%，在*區(qū)內(nèi)活性污泥與進(jìn)入的新鮮污水混合、接觸。創(chuàng)造微生物種群在高濃度、高負(fù)荷環(huán)境下競爭生存的條件，從而選出適合該系統(tǒng)的*的微生物種群，并有效抑制絲狀菌的過分增值，避免污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(4)氧化溝
氧化溝是活性污泥法的一種變形,是延時曝氣法的一種特殊形式。一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長,池深較淺，在溝內(nèi)設(shè)有機(jī)械曝氣和推進(jìn)裝置，近年來也有采用局部區(qū)域鼓風(fēng)曝氣外加水下推進(jìn)器的運行方式。通過曝氣或攪拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速，使活性污泥成懸浮狀態(tài)，在這樣的廊道流速下，混合液在5—15min內(nèi)完成一次循環(huán)，而廊道中大量的混合液可以稀釋進(jìn)水20—30倍，廊道中水流雖然呈推流式。當(dāng)污水離開曝氣區(qū)后，溶解氧濃度降低，有可能發(fā)生反消化反應(yīng)。

CoMag工藝是經(jīng)過認(rèn)證的去除懸浮物、總磷和其他水中污染物質(zhì)的技術(shù)，其出水可媲美超濾，但其投資和操作費用只是超濾的一小部分。CoMag系統(tǒng)可靠、高效、簡易（操作簡單）并且占地面積小，它已逐漸成為高成效、低成本處理市政污水和工業(yè)廢水的典型代表工藝之一。
CoMag工藝優(yōu)化傳統(tǒng)沉淀方式，采用增強(qiáng)型化學(xué)助凝劑、絮凝劑和加載高效可回收的磁粉的方式，提高沉降速度、增加表面負(fù)荷、縮短水力停留時間，所以只需很小的占地面積，也因此降低了設(shè)置安裝費用。
CoMag工藝的顆粒去除效果及整體價值是顯而易見的：以CoMag為局部工藝的系統(tǒng)成本低廉，而且其出水水質(zhì)效果。
CoMag工藝的優(yōu)勢與特點：
1、投資&安裝成本低： CoMag工藝的快速加載沉淀意味著可以使用小型沉淀池，這使得建設(shè)成本相對較低。由于CoMag系統(tǒng)沉淀池中不需設(shè)置經(jīng)常清洗的斜板和斜管，因此其維護(hù)費用也很低。
2、行成本低： 零部件均為常規(guī)件，耗電低，系統(tǒng)操作可靠，并且針對常規(guī)的混凝沉淀，CoMag能夠節(jié)省10%~50%的藥劑用量，節(jié)省了大量的藥劑費用。

4、可靠性高：CoMag系統(tǒng)的設(shè)備部件和基礎(chǔ)工藝已經(jīng)在40多年的工業(yè)實踐中得到了驗證。自1999年開始不斷地發(fā)展和試驗，CoMag工藝在水和污水處理方面的可靠性也不斷得到證明。
5、操作靈活：CoMag工藝抗水力負(fù)荷沖擊能力較強(qiáng)，污染物去除率始終維持在較高水平，而且運行穩(wěn)定。操作簡單，靈活，可隨時根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整和選擇。
6、低水頭要求：CoMag系統(tǒng)與常規(guī)混凝沉淀一樣，具有較低的水頭要求，其從進(jìn)水到出水均靠重力作用進(jìn)行依次通過，且其水頭損失極小。
7、抗沖擊負(fù)荷能力高：由于其高比重的絮體、較高的沉降速度以及更為穩(wěn)定的污泥層，所以其耐沖擊負(fù)荷很高，在高水量或高污染負(fù)荷的情況下依然可以穩(wěn)定的運行。
8、絮凝劑類型選擇靈活：CoMag工藝所用藥劑為常規(guī)絮凝劑，如硫酸鋁、氯化鐵、硫酸鐵或PAC等，選擇范圍廣泛，并可依據(jù)具體水質(zhì)情況選擇的絮凝劑進(jìn)行添加。在確保處理效果良好的同時，還能進(jìn)一步優(yōu)化其加藥量，保障運行成本的經(jīng)濟(jì)性。
9、節(jié)省紫外線消毒費用：由于CoMag系統(tǒng)出水清澈，透射率高，因此可以使用清潔無毒的紫外線消毒技術(shù)進(jìn)行污水的終凈化。