美麗新村一體化生活污水處理系統(tǒng)
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厭氧- 好氧工藝是中、高濃度有機廢水處理的適宜工藝。這是因為:
1. 厭氧法多適用于高濃度有機廢水的處理, 能有效地降解好氧法不能去除的有機物, 具有抗沖擊負(fù)荷能力強的優(yōu)點,但其出水綜合的指標(biāo)往往不能達(dá)到處理要求;
2. 厭氧法能耗低和運行費便宜,尤其在高濃度有機廢水時,厭氧法要比好氧法經(jīng)濟得多;
3. 好氧法則多適用于中低濃度有機廢水的處理, 對于高濃度且水質(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)進水中含有高分子復(fù)雜有機物時,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)及運行的穩(wěn)定性,但由于厭氧段實現(xiàn)了甲烷過程,因而對運行條件和操作要求較為嚴(yán)格,同時因原水中大量易于降解的有機物質(zhì)在厭氧處理中被甲烷化后,剩余的有機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,同時也可不考慮氣體的利用系統(tǒng),從而節(jié)省基建費用。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*的運行工況。與水解酸化過程相比, 其產(chǎn)酸段對產(chǎn)物的要求是不同的(以乙酸為其產(chǎn)物) 。
水解酸化、混合厭氧和兩相厭氧由于各自的作用不同、對產(chǎn)物要求及處理程度的不同, 對各自的運行和操作要求也不同:
1. Eh不同。在混合厭氧消化系統(tǒng)中,由于承擔(dān)水解和酸化功能的微生物與產(chǎn)甲烷菌共處于一個反應(yīng)器中,整個反應(yīng)器的氧化還原電位Eh 須嚴(yán)格控制在- 300mV 以下以滿足甲烷菌的要求,因而其水解酸化菌也是在此Eh 值下工作的。兩相厭氧消化系統(tǒng)則將產(chǎn)酸相的Eh 控制在-100～-300mV 之間。對水解酸化- 好氧工藝而言,只要將Eh 控制在+ 50mV 下即可發(fā)生有效的水解酸化作用;
2. pH要求不同。混合厭氧處理系統(tǒng)中,由于控制處理效能的步驟是產(chǎn)甲烷,因而其p H 通常控制在甲烷菌生長的*范圍(6. 8～7. 2) 以內(nèi)。兩相工藝中則為控制其產(chǎn)物的形態(tài)而將pH 嚴(yán)格控制在6. 0～6. 5 之間,p H 的變化將引起產(chǎn)物的變化而造成對產(chǎn)甲烷相的抑制。對水解酸化工藝而言,由于其后續(xù)處理為好氧工藝, 因而對p H 的要求并不十分嚴(yán)格, 且由于水解酸化菌對p H 的適應(yīng)性較強,因而其適宜p H 范圍較寬(適宜值為3. 5～10 ,*值為5. 5～6. 5) 。
3. 溫度(T) 的不同。對于混合厭氧系統(tǒng)和兩個系統(tǒng)而言,對溫度的要求均嚴(yán)格,要么控制在中溫(30～35 ℃) ,要么控制在高溫(50～55 ℃) 。而水解酸化工藝則對溫度無特殊要求,在常溫下仍可獲得滿意的效果。研究表明,當(dāng)溫度在10～20 ℃之間變化時,水解酸化反應(yīng)速率變化不大,說明水解酸化微生物對低溫變化的適應(yīng)能力較強；
4. 參與微生物種群及產(chǎn)物的不同。混合厭氧工藝中,由于嚴(yán)格控制在厭氧條件下運行,其優(yōu)勢微生物種群為專性厭氧菌,因而完成水解作用的微生物以厭氧菌為主。兩相工藝中則因所控制的Eh 值的不同而以不同菌群存在。如Eh 較低時,以專性厭氧菌為主,而Eh 值較高時則以兼性菌為主。水解酸化工藝通常可在兼性條件下運行,因而其微生物菌群多以厭氧和兼氧菌的混合菌群,有時也以兼性菌為主。
AB法工藝對污染物的去除主要是通過A段的吸附絮凝作用。A段直接與污水排水管網(wǎng)相接，污水中懸浮物與細(xì)菌混雜在一起成為結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定的共存體，也為A段提供了大量的接種微生物。A段中的短世代周期的微生物在高負(fù)荷條件下處于對數(shù)增殖期，同時也產(chǎn)生大量的粘性物質(zhì)，使其與污水中的懸浮物、顆粒以及游離的細(xì)菌等產(chǎn)生吸附絮凝，形成較密實的絮凝體，然后通過沉淀去除；通過生物氧化去除的比例較小。實驗和工程實踐表明：A段以絮凝吸附去除的有機物大約占去除總量的65%。B 段對有機物的去除機制與普通活性污泥法相似。
AB法工藝的特點主要表現(xiàn)在：(1)不設(shè)初沉池，污水經(jīng)排水系統(tǒng)直接進入A段曝氣池，使整個排水系統(tǒng)起到一個生物選擇器的作用；為A段生物反應(yīng)池提供了與原污水相適應(yīng)的微生物種群。(2)A段吸附曝氣池在高負(fù)荷、短泥齡條件下運行，微生物處于對數(shù)增殖期，繁殖較快，活性高。B段曝氣池以中低負(fù)荷運行，整體有利于避免污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。(3)A段和B段串聯(lián)運行，各自設(shè)沉淀池，單獨回流，將A段和B段污泥嚴(yán)格分開，形成各自的特征生物菌群。(4)A段主要是利用以物理化學(xué)作用為主導(dǎo)的吸附作用去除污水中的污染物質(zhì)。因此，對負(fù)荷、pH值、溫度及毒物有一定的適應(yīng)能力。
一體化污水處理設(shè)備常用主體工藝
一體化污水處理設(shè)備采用的主體工藝以A/O(厭氧-好氧活性污泥法)工藝為主。隨著污水處理要求的不斷提高與多元化需求，MBR(膜生物反應(yīng)器)工藝、SBR(序批式活性污泥法)工藝也作為主體工藝運用到一體化污水處理設(shè)備中。由于采用其他工藝作為主體工藝的一體化污水處理設(shè)備效率較低或應(yīng)用不廣等原因，故筆者不予以分析比較。
A/O主體工藝
工藝原理
厭氧-好氧活性污泥法是由厭氧和好氧兩部分反應(yīng)組成的污水生物處理工藝。污水進入?yún)捬醭睾螅c回流污泥混合。活性污泥中的聚磷菌在這一過程中大量吸收污水中的BOD，并將污泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中。混合液進入好氧池后，有機物被氧化分解，同時聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸鹽到污泥中。由于聚磷菌在好氧條件下吸收的磷多于厭氧條件下釋放的磷，因此，污水經(jīng)過“厭氧-好氧”的交替作用和二沉池的污泥分離作用，終達(dá)到除磷的目的。
工藝特點
采用A/O工藝作為主體工藝的一體化污水處理設(shè)備具備降低有機污染物和除磷脫氮的功能，也不存在污泥膨脹問題，運行管理較簡便。由于填料的比表面積大，池內(nèi)的充氧條件良好，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體量高，再加上污泥回流，反應(yīng)池內(nèi)活性污泥濃度較高，因此兼有活性污泥法的特點，具有較高的容積負(fù)荷。由于生物固體量多，當(dāng)有機容積負(fù)荷較高時，其F/M比可以保持在一定水平，因此，污泥產(chǎn)量可相當(dāng)于或低于活性污泥法。該工藝操作簡單，運轉(zhuǎn)費用低，處理效果好，運行穩(wěn)定，是目前較為成熟的生活污水處理工藝，能有效地確保污水達(dá)標(biāo)排放。
美麗新村一體化生活污水處理系統(tǒng)工藝流程說明
生活污水經(jīng)格柵進入調(diào)節(jié)池后，由污水泵抽送至*生物處理池(兼氧池)，兼氧池內(nèi)掛有彈性填料，通過吸附在填料上的兼氧細(xì)菌的吸附水解作用，使污水中對生物細(xì)菌有抑制作用和難以生物降解的有機物水解，大分子的有機物水解為小分子的有機物，并對固體有機物進行降解，減少了污泥量，降低污水中懸浮固體的含量，并利用污水中的有機物作為碳源，使從后級好氧段回流的硝化液中的硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮在兼氧脫氮菌的作用下形成氣態(tài)氮從污水中逸出，達(dá)到脫氮的目的，從而降解污水中有機污染物，提高污水的生化可降解性，并去除污水中的氨氮和懸浮物。兼氧池出水進入O級好氧接觸氧化池，好氧池內(nèi)好氧微生物在水體中有充足溶解氧的情況下，利用污水中的可溶性污染物進行新陳代謝，從而達(dá)到去除污水中可溶解性污染物的目的。好氧池出水自流入二沉池，污水中大部分懸浮物能在此得以有效去除。二沉池出水自流入中間水池貯存，再由中間水泵提升到砂過濾器去除水中膠體、顆粒、懸浮雜質(zhì)，確保出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，消毒排放。經(jīng)格柵處攔截的柵渣定期清理外運，二沉池中的污泥部分回流至*生物處理池，另一部分污泥至污泥池使污泥進行好氧穩(wěn)定消化，減少污泥體積和臭氣排放，消化池上清液溢流回到調(diào)節(jié)池進行循環(huán)處理。剩余污泥定期抽送出設(shè)備罐體外運處置。
城市廢水SPR除磷工藝
水體富營養(yǎng)化主要原因是人類向水體排放了大量的氨氮和磷，磷更是水體富營養(yǎng)化的主要因素。縱觀國內(nèi)廢水處理廠，除磷技術(shù)一直是困擾廢水處理廠運行的難題。傳統(tǒng)的物化除磷技術(shù)需要大量的藥劑，具有運行成本高，污泥產(chǎn)量大的缺點；前置厭氧的生物除磷工藝具有運行費用低的優(yōu)點，但是由于*依賴于微生物的攝磷、釋磷作用，難以達(dá)到國家廢水綜合排放的要求。當(dāng)考慮中水回用時，則更難以達(dá)到要求。為此，我公司在現(xiàn)有的物化除磷與生化除磷的技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合我公司的實際工程經(jīng)驗，開發(fā)出了城市廢水深度除磷技術(shù)—SPR除磷工藝。
該工藝以厭氧生物除磷機理為主要技術(shù)依托，采用SPR除磷工藝，通過強化厭氧釋磷，并輔以物化沉淀去除釋放磷的方法，達(dá)到整個生化處理系統(tǒng)的除磷要求。
①除磷效果好，較傳統(tǒng)的前置厭氧除磷的釋磷效果增大10倍以上，回流污泥的攝磷能力也可以提高很多倍。
② 運行穩(wěn)定可靠，在進水TP 7mg/L的條件下，可以保證出水達(dá)到TP≤0.3mg/L，而除磷加藥量比常規(guī)化學(xué)除磷減少80～90％。
③ 污泥易沉淀、濃縮和脫水，污泥含磷量高，可達(dá)6～10%，適宜于磷的有價回收。
④ 加藥量少，運行成本低。
⑤ 可以適用于城市廢水處理廠現(xiàn)有A/O生物處磷工藝的強化改造。
⑥ 該工藝也將是城市廢水處理廠實施磷回收的有效工藝。
A/O生物濾池處理工藝
由于我國小城鎮(zhèn)居住點分散，廢水源分布點多量少，城鎮(zhèn)級廢水廠的規(guī)模多低于10000噸/日。目前國內(nèi)大中型城市廢水處理廠經(jīng)常采用的處理技術(shù)有傳統(tǒng)活性污泥法、A2/O、SBR、氧化溝等，如果以這些技術(shù)建設(shè)小城鎮(zhèn)廢水處理廠會造成由于居高不下的運行費用，無法正常運行。
