30t/d一體化污水處理設(shè)備
膜—生物反應(yīng)器（MBR），是膜分離與生物處理技術(shù)組合而成的污水生物處理新工藝，這種反應(yīng)器綜合了膜處理技術(shù)和生物處理技術(shù)帶來的優(yōu)點，它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子物質(zhì)截留住，省掉二沉池，截留的活性污泥混合液中微生物絮體和較大分子有機物，停留在生物反應(yīng)器內(nèi)，使生物反應(yīng)器內(nèi)獲得高生物濃度，并延長有機固體停留時間，因此，膜—生物反應(yīng)器工藝通過膜分離技術(shù)大大強化了生物反應(yīng)器的功能。另外，MBR占地面積小，幾乎不排剩余污泥，具有較高的抗沖擊能力。
污水首先經(jīng)過粗格柵、去除較大漂浮物和顆粒后，流入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量、均化水質(zhì)后通過污水提升泵進入兼氧池，利用缺氧微生物的降解將污水中較難分解的有機高分子污染物分解有機物小分子物質(zhì)，MBR膜池低部的底部泥水混合物回流至缺氧池進行反硝化處理，其依靠原水中的含碳有機物，利用缺氧微生物的反硝化作用將氨氮轉(zhuǎn)為為氮氣。缺氧池內(nèi)混合液自流至好氧膜池，利用好氧微生物的聚磷作用將磷從污水中分離出來，再經(jīng)膜的過濾作用實現(xiàn)泥水混合物的固液分離，從而達到去除有機物、實現(xiàn)脫氮除磷的目的MBR膜的特點：
1）由于膜的分離作用，分離效果遠好于傳統(tǒng)沉淀池，經(jīng)處理后的生活污水，濁度都很低，大部分細菌、病毒被截留
2）由于很長，生物反應(yīng)器又起到了“污泥硝化池”的作用，從而顯著減少污泥產(chǎn)量，剩余污泥產(chǎn)量低，污泥處理費用低
3）由于膜的截留作用防止了硝化細菌的流失，給生物反應(yīng)器內(nèi)的增殖緩慢的硝化細菌的保持高濃度創(chuàng)造了有利的條件，從而大大提高了硝化效率MBR膜的缺點：
投資大，膜組件的造價高，導(dǎo)致工程的投資比常規(guī)處理方法增加約30％－50％；高強度曝氣，及為減輕膜污染需增大流速泥水分離的膜驅(qū)動壓力大導(dǎo)致能耗高；膜組件一般使用壽命在5年左右，到期需更換，導(dǎo)致運行成本高.
活性污泥法在污水處理中的作用
活性污泥法是去除有機污染物有效的方法之一，目前國內(nèi)外95%以上的城市污水處理和50%左右的工業(yè)廢水處理都采用活性污泥法。具有很強的凈化功能，去除BOD(生化需氧量)及混合液中活性污泥濃度的效率高，均可達到95%以上。適合于各種有機廢水，大中小型污水處理廠，高中低負荷。由于是依靠微生物處理，運行費用較低。可實現(xiàn)生物脫氮除磷[2]。
活性污泥及活性污泥法的概念
向生活污水中注入空氣進行曝氣，并持續(xù)一段時間后，污水中即生成一種絮凝體，是一種黃褐色的絮絨顆粒狀，主要是有大量繁殖的微生物群體構(gòu)成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄清，這就是活性污泥。利用污水中的有機質(zhì)為基質(zhì)，在DO(溶氧)存在的條件下，即人工充氧條件下，對污水和各種微生物群體進行連續(xù)混合培養(yǎng)，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機污染物，然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。該方法的運行條件要求具有良好的活性污泥和充足的氧，具有較大的比表面積20~100cm2/mL，99%以上含水率。
活性污泥法處理污水的原理及流程
活性污泥法的基本原理：向生活污水中不斷注入空氣，維持水中足夠的溶解氧，一段時間后污水中形成一種絮凝體—活性污泥，其由大量繁殖的微生物構(gòu)成，易于沉淀分離，使污水澄清。活性污泥法就是以懸浮在水中的活性污泥為主體，在微生物生長有利的環(huán)境條件下和污水充分接觸，使污水凈化。其主要構(gòu)筑物是曝氣池和二次沉淀池。需處理的污水和回流性污泥一起進入曝氣池，成為懸浮混合液，沿曝氣池注入壓縮空氣曝氣，使污水與活性污泥充分混合，并供給混合液足夠的溶解氧。這時污水中的有機物被活性污泥中的好氧微生物分解，然后混合液進入二沉池，活性污泥與水澄清分離，部分活性污泥回到曝氣池，繼續(xù)進行凈化過程，澄清的水排放。由于處理過程中活性污泥不斷增長，部分剩余污泥從系統(tǒng)中排出，以維持系統(tǒng)穩(wěn)定。
生物膜法處理污水
生物膜法處理污水的發(fā)展進程
生物膜法是一種古老又在不斷發(fā)展中的處理技術(shù)，年德國科學家發(fā)現(xiàn)生物過濾作用，1865-1893年英國將污水噴灑在粗濾料上，作為膜生物反應(yīng)器的生物濾池問世，20世紀二三十年代建造了許多生物膜反應(yīng)器，四五十年代生物濾池逐漸被活性污泥取代的趨勢，70年代新的反應(yīng)器以*的優(yōu)勢受關(guān)注。
生物膜法的概念
生物膜法模擬了自然界中土壤自凈的一種污水處理法，使游離態(tài)的微型動物，通過吸附作用附著在濾料或某些載體上，如天然材料(如卵石)、合成材料(如纖維)，在那里生長繁育，并形成膜狀生物污泥生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)，為生物膜生的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到繁殖增殖。生物膜表面積增大，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強對污染物的降解。
生物膜法中的微生物
生物膜中微生物群體包括好氧菌、厭氧菌和兼性菌，其中有真菌、藻類、原生菌以及蚊蠅的幼蟲等較高等的動物，在生物濾池中兼性菌常占優(yōu)勢。無色桿菌屬、假單孢菌屬、產(chǎn)黃菌屬以及產(chǎn)堿桿菌屬等是生物膜中常見的細菌。在生物黏層內(nèi)，微生物生長條件差，常會出現(xiàn)絲狀浮游球衣細菌和白硫菌屬，在濾池較低部位還存在著硝化菌，如亞硝化單孢菌屬和硝化菌屬。若生物濾池中pH值較低，則真菌起到重要的作用。在濾池頂部有陽光照射處常有藻類生物。藻類一般不直接參與廢物降解，只是通過光合作用向生物膜提供氧，但若太多則會堵塞濾池，不利于操作。在生物膜濾池中原生動物和一些較高等的動物均以細菌為食物，它們起著控制細菌群體數(shù)量的作用，能促使細菌群體以較高速率產(chǎn)生新細胞，有利于污水凈化。
生物膜法基本特征
在污水處理構(gòu)筑物內(nèi)設(shè)置微生物生長聚集的載體（一般稱填料），在充氧的條件下，微生物在填料表面聚附著形成生物膜，經(jīng)過充氧(充氧裝置由水處理曝氣風機及曝氣器組成)的污水以一定的流速流過填料時，生物膜中的微生物吸收分解水中的有機物，使污水得到凈化，同時微生物也得到增殖，生物膜隨之增厚。當生物膜增長到一定厚度時，向生物膜內(nèi)部擴散的氧受到限制，其表面仍是好氧狀態(tài)，而內(nèi)層則會呈缺氧甚至厭氧狀態(tài)，并終導(dǎo)致生物膜的脫落。隨后，填料表面還會繼續(xù)生長新的生物膜，周而復(fù)始，使生物膜法污水得到凈化。
30t/d一體化污水處理設(shè)備微生物在填料表面聚附著形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，其表面存在一層薄薄的水層，水層中的有機物已經(jīng)被生物膜氧化分解，故水層中的有機物濃度濃度比進水要低得多，當廢水從生物膜表面流過時，有機物就會從運動著的廢水中轉(zhuǎn)移到附著在生物膜表面的水層中去，并進一步被生物膜所吸附，同時，空氣中的氧也經(jīng)過廢水而進入生物膜水層并向內(nèi)部轉(zhuǎn)移。
生物膜上的微生物在有溶解氧的條件下對有機物進行分解和機體本身進行新陳代謝，因此產(chǎn)生的二氧化碳等無機物又沿著相反的方向，即從生物膜經(jīng)過附著水層轉(zhuǎn)移到流動的廢水中或空氣中去。這樣一來，出水的有機物含量減少，廢水得到了凈化。
在小規(guī)模分散型污水處理中大量使用生物膜污水處理工藝，比使用活性污泥工藝更有優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在：①微生物相方面，各種生物膜工藝中參與凈化反應(yīng)的微生物多樣化，微生物的食物鏈較長，世代時間較長的微生物易于存活，在分段運行中每段都能夠形成優(yōu)勢菌種;②在處理工藝上，各種生物膜工藝對水質(zhì)水量變化均有較強的適應(yīng)性，污泥沉降性能良好、易于固液分離，能夠處理低濃度的污水，易于維護、節(jié)能。
初期的吸附去除階段
在該階段,污水和污泥在剛開始接觸的5～10min內(nèi)就出現(xiàn)了很高的BOD去除率,通常30min內(nèi)完成污水中的有機物被大量去除,這主要是由于活性污泥的物理吸附和生物吸附作用共同作用的結(jié)果.
活性污泥法初期的吸附去除的主要特點包括以下幾點:
a.初期的吸附去除完成時間短,去除量大;
b.去除的有機物對象主要是膠體和懸浮性有機物;
c.活性污泥的性質(zhì)與初期的吸附去除關(guān)系密切,一般處于內(nèi)源呼吸期的活性污泥微生物吸附能力強,而氧化過度的活性污泥微生物初期吸附的效果不好;
d.初期吸附有機物的效果與生物反應(yīng)池的混合及傳質(zhì)效果密切相關(guān);e.被吸附的有機物沒有從根本上被礦化,通過數(shù)小時的曝氣后,在胞外酶的作用下,被分解為小分子有機物后才可能被微生物酶轉(zhuǎn)化.
②代謝階段
活性污泥吸附了污水中呈非溶解狀態(tài)的大分子有機物后,被微生物的胞外酶分解成小分子的溶解性有機物,與污水中溶解性的有機物一起進入微生物細胞內(nèi)被降解和轉(zhuǎn)化,一部分有機物質(zhì)進行分解代謝,氧化為二氧化碳和水,并獲得合成新細胞所需的能量,另一部分物質(zhì)進行合成代謝,形成新的細胞物質(zhì).
③活性污泥絮體的分離沉淀
無分解還是代謝,都能去除有機污染物,但是產(chǎn)物卻不同,分解代謝的產(chǎn)物是二氧化碳和水,而合成代謝的產(chǎn)物則是新的細胞,并以剩余污泥的方式排出活性污泥系統(tǒng).
沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同廢水分離的過程.固液分離的好壞,直接影響出水水質(zhì).如果處理水挾帶生物體,出水BOD和SS將增大.所以,活性污泥法的處理效率,同其他生物處理方法一樣,應(yīng)包括二次沉淀池的效率,即用曝氣池及二沉池的總效率表示,除了重力沉淀外,也可用氣浮法進行固液分離。
AAO工藝介紹
AA/O工藝是將厭/好氧除磷系統(tǒng)和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)相結(jié)合而成，是生物脫氮除磷的基礎(chǔ)工藝，常規(guī)工藝在去除有機污染物的同時，具有一定脫氮除磷效果，可同時去除水中的BOD5、氮和磷。
污水與從沉淀池回流的污泥首先進入?yún)捬醭?，在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解態(tài)有機物進行厭氧釋磷；然后與好氧末端回流的混合液一起進入缺氧池，在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有機物和回流的硝酸鹽進行反硝化作用脫氮；脫氮反應(yīng)完成后，進入好氧池，在此污泥中的硝化菌進行硝化作用將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽,同時聚磷菌進行好氧吸磷，剩余的有機物也在此被好氧細菌氧化，后經(jīng)沉淀池進行泥水分離，出水排放，沉淀的污泥部分返回厭氧池，部分以富磷剩余污泥排出。
