A2O法一體化污水處理設(shè)備
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生物生態(tài)組合工藝是一種針對農(nóng)村地區(qū)不同發(fā)展?fàn)顩r、不同地形條件和不同排水特征而研究開發(fā)的適用于農(nóng)村地區(qū)的污水處理工藝
生物生態(tài)組合工藝流程
1.工藝單元介紹
生物生態(tài)組合工藝由厭氧單元、缺氧單元、多級跌水接觸氧化池、人工濕地四部分構(gòu)成。
(1)厭氧單元
厭氧單元主要包括大深徑比厭氧反應(yīng)器(適用于地下水水位較深、土地資源緊張的地區(qū))以及折板厭氧反應(yīng)器(適合于地下水位高，或單*戶或幾戶農(nóng)居的生活污水就地處理，可在化糞池的基礎(chǔ)上改建)。該單元可有效降低有機(jī)負(fù)荷，減輕跌水曝氣工序的負(fù)擔(dān)，通常水力停留時間約3d，能為除臭創(chuàng)造條件。
(2)缺氧單元
缺氧單元兼顧水量調(diào)節(jié)與反硝化脫氮功能，可以充分保證好氧回流量且具有抗沖擊負(fù)荷能力，同時利用消化液的有機(jī)物及好氧回流液中的硝酸鹽及溶氧強(qiáng)化除臭脫氮。對于不需要除臭的場合，可取消單元中反硝化脫臭工藝，保留出水氮磷與農(nóng)業(yè)種植。
(3)好氧單元
好氧單元包含多種跌水曝氣充氧裝置、脈沖多層復(fù)合濾料生物濾池、自驅(qū)動生物轉(zhuǎn)盤等。工藝通過跌水、拔風(fēng)、自然通風(fēng)等自然充氧形式，取代傳統(tǒng)大型污水處理廠高能耗的機(jī)械、鼓風(fēng)曝氣技術(shù)，有效減低能耗，且具有景觀效應(yīng)。
(4)人工濕地
該單元用經(jīng)濟(jì)作物替代傳統(tǒng)濕地植物并優(yōu)化濕地構(gòu)型，在實現(xiàn)氮磷資源化利用的同時還可獲得一定經(jīng)濟(jì)效益。
工藝特點(diǎn)
生物生態(tài)組合工藝具有以下特點(diǎn)：
(1)各單元分工明確，運(yùn)行效果穩(wěn)定，全年出水一般可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)(8個月以上)，嚴(yán)寒冬季出水優(yōu)于一級B標(biāo)準(zhǔn);
(2)能耗低、造價低、運(yùn)行成本低，污水處理直接費(fèi)用不超過0.10元/m3，如利用地形條件，有實現(xiàn)“零”運(yùn)行費(fèi)用的潛力;
(3)占地面積小，適用范圍廣泛，可用于平原、丘陵、山地農(nóng)村污水處理;
(4)管理簡單，可通過自動控制實現(xiàn)日常運(yùn)行管理;
(5)氮磷資源化利用，可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，30m3/d的污水處理設(shè)施，可年產(chǎn)沼氣約250m3，采用蔬菜濾床，實現(xiàn)氮磷資源化、每年可產(chǎn)生3000-5000元的經(jīng)濟(jì)效益;
(6)污水處理設(shè)施可實現(xiàn)田園化、園林化、景觀化，如構(gòu)建跌水景觀，花卉與蔬菜濕地單元;
(7)排泥量少、污泥穩(wěn)定，可農(nóng)業(yè)利用。
二沉池的設(shè)置
二沉池一般設(shè)置在曝氣池之后、深度處理或排放之前，其作用是泥水分離使經(jīng)過生物處理的混合液澄清，同時對混合液中的污泥進(jìn)行濃縮。
污水經(jīng)過生物處理后，必須進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離，澄清后的達(dá)標(biāo)處理水才能排放，同時還要為生物處理設(shè)施提供經(jīng)過濃縮的回流污泥或一定量的處理水。如果二沉池設(shè)置得不合理，即使生物處理的效果很好，混合液中溶解性有機(jī)物的含量已經(jīng)很少，出水水質(zhì)仍會因混合液在二沉池進(jìn)行泥水分離的效果不理想而不合格(ss超標(biāo))。如果污泥濃縮效果不好，回流到曝氣池的微生物量就難以保證，曝氣混合液濃度的降低將會導(dǎo)致污水處理效果的下降。
活性污泥的質(zhì)量較輕，容易產(chǎn)生異重流，因此二沉池的大水平流速(平流式、輻流式)或上升流速(豎流式)及溢流堰負(fù)荷都應(yīng)低于初沉池。輻流式二沉池采用周邊進(jìn)水方式可以提高沉淀效果。二沉池具有濃縮污泥的作用，因而污泥區(qū)的容積較大，沉淀時間也比初沉池長。
二沉池的具體型式還與生物處理工藝有關(guān)，比如生物膜法因為其生物污泥沉淀性能較差，所配二沉池的水力負(fù)荷就要比活性污泥法略低一些，而池體的有效水深要大一些，有時不得不采用浮選法進(jìn)行泥水分離。
二沉池的水力負(fù)荷一般為0.5 ~ 1.8m3/(m2 ? h)，處理工業(yè)廢水時，活性污泥中有機(jī)物比例較大，曝氣池混合液的SVI偏高，與其配套的二沉池宜采用較低的表面水力負(fù)荷。為保證污泥能在二沉池得到足夠的濃縮，以便供給曝氣池所需濃度的回流污泥，二沉池的固體表面負(fù)荷為150kg/(m2 ? d)。
生物組合處理技術(shù)
生物組合處理技術(shù)是微生物在厭氧或者好氧環(huán)境下利用自身的新陳代謝等生物機(jī)能來吸收和分解水中的污染物，將這些污染物轉(zhuǎn)變成無害的物質(zhì)從而實現(xiàn)去除污染的目標(biāo)。在生物組合處理技術(shù)中，通常由好氧單元和厭氧單元所組成，好氧單元主要負(fù)責(zé)除去水中的氮磷等有機(jī)物質(zhì)，而厭氧單元主要負(fù)責(zé)水中有機(jī)物的分解和降解，通過兩大單元來對生活污水進(jìn)行凈化。實際處理過程中，通常是將厭氧單元前置，然后是好氧處理單元，以實現(xiàn)污染物較高的去除率。在這兩個單元的基礎(chǔ)上，很多優(yōu)化裝置和技術(shù)也使該組合處理體系不斷完善和強(qiáng)化。
比如在厭氧反應(yīng)器后加設(shè)曝氣池和曝氣生物濾池，可以使污水中的COD去除率進(jìn)一步提高。一些光照時間長，陽光充足的農(nóng)村地區(qū)，在厭氧生物濾池的基礎(chǔ)上增設(shè)太陽能曝氣生物濾池，不僅提高了污染物去除率，同時提高了能源的利用率。在一些土地資源緊缺的地區(qū)，將一體化生物濾池設(shè)置成地埋式，借助提升水泵來實現(xiàn)水循環(huán)，采用拔風(fēng)管實現(xiàn)通風(fēng)，避免了土地資源的大量占用，且實現(xiàn)了較好的污水處理效果。在厭氧單元再增設(shè)一個厭氧環(huán)節(jié)，使生物處理工藝變?yōu)閰捬?缺氧-好氧工藝，降低處理負(fù)荷，減少剩余污泥的排放量，適用于較大污水處理量，污水處理效率更高。
生態(tài)組合處理技術(shù)
生態(tài)組合處理技術(shù)不僅含有微生物處理技術(shù)，同時還含有土壤處理技術(shù)、植物處理技術(shù)，這些處理技術(shù)共同形成一個小型的生態(tài)處理體系，通過物理作用、化學(xué)作用、生物作用終實現(xiàn)生活污水凈化處理的目標(biāo)。相對于生物組合處理技術(shù)，生態(tài)組合處理技術(shù)不僅可以滿足較好的處理效果，在運(yùn)維能耗上更低，而且同時還體現(xiàn)出一定的生態(tài)景觀和服務(wù)價值。目前的生態(tài)組合處理技術(shù)主要有兩大類，一類是同類型的生態(tài)處理技術(shù)進(jìn)行串聯(lián)，另一類不同類型的生態(tài)處理技術(shù)進(jìn)行串聯(lián)。同類型的生態(tài)處理技術(shù)對于一些水質(zhì)較穩(wěn)定，組分含量變化波動不大的污水較為適宜，處理的針對性較強(qiáng)。
A2O法一體化污水處理設(shè)備而不同類型的生態(tài)處理技術(shù)對污水的適應(yīng)性更廣，但處理的針對性較弱。比如，采用復(fù)合型的垂直流人工濕地，將上下流的濕地串聯(lián)，底部連通，在促進(jìn)濕地系統(tǒng)分解消化作用的同時，加快濕地自身生態(tài)處理系統(tǒng)的平衡。采用地表流和地下潛流的生態(tài)床組合處理工藝，或者是塔式的復(fù)合型人工濕地，一部分污水進(jìn)入到表面流人工濕地，另一部分污水進(jìn)入到潛流人工濕地，提高人工濕地的含氧量和碳含量，可以有效提高污水中氮的去除率。利用浮床技術(shù)，在穩(wěn)定處理塘中構(gòu)建水生動植物的生態(tài)平衡體系，去除生活污水中的多種有害物質(zhì)。針對人工濕地處理技術(shù)容易發(fā)生堵塞的問題，在人工濕地處理單元之間增加預(yù)處理的生態(tài)塘單元，或者增加塔式蚯蚓生態(tài)濾池單元，降低人工濕地單元的處理負(fù)荷，使污水的處理效率大大提高。
生物 + 生態(tài)組合處理技術(shù)
生物+生態(tài)組合處理技術(shù)是一種更加系統(tǒng)化，綜合化的生活污水處理技術(shù)，是將生物組合處理技術(shù)和生態(tài)組合處理技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)綜合性價比更高，處理效果更好的目標(biāo)。在該組合處理技術(shù)的實際應(yīng)用中，通常需要對農(nóng)村的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)條件、生活污水的量、污水的特征等因素進(jìn)行調(diào)研，綜合考慮，制定出合理的組合技術(shù)方案。目前，主要的生物+生態(tài)組合處理技術(shù)有兩大類，一類生物組合處理技術(shù)+人工濕地組合處理技術(shù)，另一類是生物組合處理技術(shù)+生態(tài)塘組合處理技術(shù)。比如，厭氧-缺氧-好氧組合處理技術(shù)+人工潛流濕地組合處理技術(shù);太陽能驅(qū)動生物濾塔+人工濕地組合處理技術(shù);水解池-滴濾+人工濕地組合處理技術(shù);生物凈化槽+生態(tài)浮床組合處理技術(shù);生物浮床技術(shù)+生物接觸氧化技術(shù)+河道生態(tài)系統(tǒng)組合處理技術(shù)等等。這些綜合處理技術(shù)在穩(wěn)定性和處理效果上都更顯現(xiàn)出優(yōu)勢。
生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機(jī)物，由好氧層的好氧菌將其分解，再進(jìn)入?yún)挌鈱舆M(jìn)行厭氧分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的目的。
廢水中微生物沿固體(可稱載體)表面生長的生物處理方法的統(tǒng)稱。因微生物群體沿固體表面生長成粘膜狀，故名。廢水和生物膜接觸時，污染物從水中轉(zhuǎn)移到膜上，從而得到處理。其基本機(jī)理見水的生物處理法。
生物膜法的典型流程中的生物器可以是生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、曝氣生物濾池或厭氧生物濾池。前三種用于需氧生物處理過程，后一種用于厭氧過程。早出現(xiàn)的生物膜法生物器是間歇砂濾池和接觸濾池(滿盛碎塊的水池)。它們的運(yùn)行都是間歇的，過濾-休閑或充水-接觸-放水-休閑，構(gòu)成一個工作周期。它們是污水灌溉的發(fā)展，是以土壤自凈現(xiàn)象為基礎(chǔ)的。接著就出現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)行的生物濾池。新型塑料問世后，又有了新的發(fā)展。
生物膜法生物濾池
生物膜法中常用的一種生物器。使用的生物載體是小塊料(如碎石塊、塑料填料)或塑料型塊，堆放或疊放成濾床，故常稱濾料。與水處理中的一般濾池不同，生物濾池的濾床暴露在空氣中,廢水灑到濾床上。布水器有多種形式，有固定式的,有移動式的。回轉(zhuǎn)式布水器使用廣。它以兩根或多根對稱布置的水平穿孔管為主體，能繞池心旋轉(zhuǎn)。穿孔管貼近濾床表面,水從孔中流出。布水器的工作是連續(xù)的，但對局部床面的施水是間歇的，這承繼了污水灌溉間歇灌水的概念。濾床的下面有用磚或特制陶塊、混凝土塊鋪成的集水層。再下面是池底。集水層和池外相通，既排水又通風(fēng)。工作時,廢水沿載體表面從上向下流過濾床，和生長在載體表面上的大量微生物和附著水密切接觸進(jìn)行物質(zhì)交換。污染物進(jìn)入生物膜，代謝產(chǎn)物進(jìn)入水流。出水并帶有剝落的生物膜碎屑，需用沉淀池分離。生物膜所需要的溶解氧直接或通過水流從空氣中取得。在普通生物濾池中，生物粘膜層較厚，貼近載體的部分常處在無氧狀態(tài)。
濾床的深度和濾率、濾料有關(guān)。碎石濾床的深度在一個相當(dāng)長的時間內(nèi)大多采用1.8～2米左右。深度如果提高,濾床表層容易堵塞積水。濾率在1～4左右，如果提高床面也容易積水。首先突破的是濾率的提高。水力負(fù)荷率(即濾率)提高到8～10以上時，水流的沖刷作用使生物膜不致堵塞濾床，而且有機(jī)物負(fù)荷率，可從0.2左右提高到1以上。為了滿足水力負(fù)荷率的要求,來水常用回流稀釋。為了穩(wěn)定處理效率，可采用兩級串聯(lián)。這種流程革新、負(fù)荷率提高、構(gòu)造不變的生物濾池稱高負(fù)荷率生物濾池。繼而發(fā)現(xiàn)，濾床深度從2米左右提高到8米以上時，通風(fēng)改善，即使水力負(fù)荷率提高，濾床也不再堵塞，濾池工作良好，同時有機(jī)物負(fù)荷率也可以提高到1左右。
