小型生活污水處理設(shè)備

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廢水厭氧生物處理的工藝及設(shè)備
廢水厭氧生物處理的工藝有多種多樣，目前在實(shí)際應(yīng)用中采用較多的厭氧濾池和上流式厭氧污泥床反應(yīng)器。
（一）厭氧濾池
厭氧濾池又稱厭氧固定膜反應(yīng)器，是60年代開發(fā)的新型高效厭氧處理裝置。濾池呈圓柱形，池內(nèi)裝放填料，池底和池頂密封。厭氧微生物附著于填料的表面生長(zhǎng)，當(dāng)廢水通過填料層時(shí)，在填料表面的厭氧生物膜作用下，廢水中的有機(jī)物被降解，并產(chǎn)生沼氣，沼氣從池頂部排出。濾池中的生物膜不斷地進(jìn)行新陳代謝，脫落的生物膜隨出水流出池外。如果廢水從池底部進(jìn)入，從池上部排出，稱升流式厭氧濾池；如果廢水從池上部進(jìn)入，以降流的形式流過填料層，從池底排出，稱降流式厭氧濾池。

     厭氧生物濾池填料的比表面積越大，可以承受的有機(jī)物負(fù)荷越高；空隙率越大，濾池的容積利用系數(shù)越高堵塞現(xiàn)象減少。因此，與好氧生物濾池，類似，對(duì)填料的要求為：比表面積大，填充后空隙率高，生物膜易附著，對(duì)微生物細(xì)胞無抑制和毒害作用，有一定強(qiáng)度，且質(zhì)輕、價(jià)廉、來源廣。填料層高度，對(duì)拳狀濾料，高度以不超過1.2m為宜；對(duì)于塑料填料，高度以1～6m為宜。填料的支撐板通常采用多孔板。
進(jìn)水系統(tǒng)需考慮易于維修而又使補(bǔ)水均勻，且有一定的水力沖刷強(qiáng)度。對(duì)直徑較小的厭氧濾池常用短管布水，對(duì)直徑較大的厭氧濾池多用可拆卸的多孔管布水。
在厭氧生物濾池中，厭氧微生物大部分存在于生物膜中，少部分以厭氧活性污泥的形式存在于濾料的孔隙中。厭氧微生物總量沿池高分布是很不均勻的，在池進(jìn)水部位高，相應(yīng)的有機(jī)物去除速度快。當(dāng)廢水中有機(jī)物濃度高時(shí)，特別是進(jìn)水懸浮固體濃度高時(shí)和顆粒較大時(shí)，進(jìn)水部位容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。為此，對(duì)厭氧生物濾池采取如下改進(jìn)：
（1）出水回流，使進(jìn)水有機(jī)物濃度得以稀釋，同時(shí)提高池內(nèi)水流的流速，沖刷濾料孔隙中的懸浮物，有利于消除濾池的堵塞。
（2）為了避免堵塞，部分充填載體，即僅在濾池底部和中部各設(shè)置一填料薄層，因而空隙率大大提高。
（3）采用平流式厭氧生物濾池，濾池前段上部進(jìn)水，后段上部出水，頂部設(shè)氣室，底部設(shè)污泥排放口，使沉淀懸浮物得以連續(xù)排除。
（4）采用軟性填料。性填料空隙率大，可克服堵塞現(xiàn)象。厭氧生物濾池的特點(diǎn)：
（1）由于填料為微生物附著生長(zhǎng)提供了較大的表面積，濾池中的微生物量較高，因而可承受的有機(jī)容積負(fù)荷高，COD容積負(fù)荷為2～16kg∕（m³.d）,且耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
（2）廢水與生物膜兩相接觸面大，強(qiáng)化了傳質(zhì)過程，因而有機(jī)物去除速度快。
（3）微生物以固著生長(zhǎng)為主，不易流失，不需污泥回流和攪拌設(shè)備。
（4）啟動(dòng)或停止運(yùn)行后再啟動(dòng)時(shí)間短。
但該工藝也存在一些問題，如處理含懸浮物濃度高的有機(jī)廢水易發(fā)生堵塞，尤以進(jìn)水部分更嚴(yán)重。此外，濾池的清洗也還沒有簡(jiǎn)單有效的方法。

小型生活污水處理設(shè)備膜分離技術(shù)
利用膜的選擇透過性進(jìn)行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便，氨氮回收率高，無二次污染。蔣展鵬等[6]采用電滲析法和聚丙烯(PP)中空纖維膜法處理高濃度氨氮無機(jī)廢水可取得良好的效果。電滲析法處理氨氮廢水2000～3000mg/L，去除率可在85％以上，同時(shí)可獲得8.9％的濃氨水。此法工藝流程簡(jiǎn)單、不消耗藥劑、運(yùn)行過程中消耗的電量與廢水中氨氮濃度成正比。PP中空纖維膜法脫氨效率＞90％，回收的硫酸銨濃度在25％左右。運(yùn)行中需加堿，加堿量與廢水中氨氮濃度成正比。
乳化液膜是種以乳液形式存在的液膜具有選擇透過性，可用于液-液分離。分離過程通常是以乳化液膜（例如煤油膜）為分離介質(zhì)，在油膜兩側(cè)通過NH3的濃度差和擴(kuò)散傳遞為推動(dòng)力，使NH3進(jìn)入膜內(nèi)，從而達(dá)到分離的目的。用液膜法處理某濕法冶金廠總排放口廢水（1000～1200mgNH4+-N/L，pH為6～9）[7]，當(dāng)采用烷醇酰胺聚氧乙烯醚為表面活性劑用量為4％～6％，廢水pH1.4MAP沉淀法。

一、厭氧生物處理的基本原理
廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件通過厭氧微生物（包括兼性微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化炭等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化。它與好氧過程低根本區(qū)別，在于不以分子態(tài)氧作為受氫體，而以化合態(tài)氧、碳、硫、氮等為受氫體。
厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)過程，依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成，因而可粗略地將厭氧消化過程劃分為三個(gè)連續(xù)的階段，即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。

*階段為水解酸化階段。復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物先在細(xì)胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機(jī)物，然后滲入細(xì)胞體內(nèi)，分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類、醛類等。這個(gè)階段主要產(chǎn)生較高級(jí)脂肪酸。
由于簡(jiǎn)單碳水化合物的分解產(chǎn)酸作用要比含氮有機(jī)物的分解產(chǎn)氨作用迅速，故蛋白質(zhì)的分解在碳水化合物分解后產(chǎn)生。
含氮有機(jī)物分解產(chǎn)生NHз,除了提供合成細(xì)胞物質(zhì)的氮源外，在水中部分電離，生成NH⒋HCOз, 具有緩沖消化液pH的作用，故有時(shí)也把繼碳水化合物分解后的蛋白質(zhì)分解產(chǎn)氨過程稱為性減退期。

雖然生物法在處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣方面有很多的優(yōu)點(diǎn)和好處，但是它也有一些不足，生物法的缺點(diǎn)主要是所能承載的污染物負(fù)荷不能太高,因而一般占地較大。另外,對(duì)于氣態(tài)污染物生物進(jìn)化的機(jī)制了解還不充分,設(shè)計(jì)和運(yùn)行基本還停留在經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)的水平,造成一些設(shè)備的運(yùn)行效果不穩(wěn)定。

添加阻垢劑可以控制碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及氟化鈣垢，還可以抑制硅垢。添加的阻垢劑可分為3類：六偏磷酸鈉、有機(jī)磷酸鹽和多聚丙烯酸鹽。添加阻垢劑的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，膜前無任何處理步驟，且添加劑量可精確控制;缺點(diǎn)是會(huì)增加濃水COD,高回收率下可能失效，阻垢劑含量高或阻垢劑種類選擇不當(dāng)時(shí)仍有可能堵膜。
通過調(diào)酸，可使碳酸鈣維持溶解狀態(tài)。調(diào)酸處理的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，污水pH不高時(shí)，成本低于除硬處理;缺點(diǎn)是調(diào)酸處理對(duì)Ca、Mg離子無去除作用，濃水側(cè)Ca、Mg離子含量仍較高，且對(duì)管路防腐要求較高。此外，僅采用加酸控制碳酸鈣結(jié)垢時(shí)，要求濃水中的 LSI 或S&DSI 指數(shù)必須為負(fù)數(shù)。

殺菌按性質(zhì)可分為化學(xué)殺菌和物理殺菌。化學(xué)殺菌主要采用殺菌劑，殺菌劑的作用方式可分為殺菌作用和抑菌作用。污水處理中常用的殺菌劑可分為無機(jī)殺菌劑和有機(jī)殺菌劑，也可按化學(xué)性質(zhì)分為氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑。無機(jī)殺菌劑以氧化型為主，如二氧化氯、臭氧等，有機(jī)殺菌劑主要是陽離子的季銨鹽類物質(zhì)。
氧化性殺菌劑是強(qiáng)氧化劑，能夠氧化微生物體內(nèi)起新陳代謝作用的酶而殺滅微生物。氧化性殺菌劑的特點(diǎn)是殺菌速度快、成本較低，但藥劑使用過程存在一定的安全隱患;非氧化性殺菌劑是以致毒劑作用使微生物的酶系統(tǒng)失去活性，破壞細(xì)胞的新陳代謝，破壞細(xì)胞壁、細(xì)胞膜或其他特殊部位，它的作用不受水中還原性物質(zhì)的影響，對(duì)pH變化不敏感。非氧化性殺菌劑可以彌補(bǔ)氧化性殺菌劑的不足。
物理殺菌方式主要有超聲波與磁場(chǎng)組合殺菌、變頻電脈沖殺菌和紫外線殺菌等〔16〕。超聲波與磁場(chǎng)組合殺菌能夠自動(dòng)周期性地、有規(guī)律地產(chǎn)生各種頻率的強(qiáng)大直流脈沖電磁波，直接擊穿細(xì)菌的細(xì)胞壁而導(dǎo)致細(xì)菌死亡，同時(shí)污水在這種直流脈沖電場(chǎng)作用下，迅速發(fā)生微弱的氧化還原反應(yīng)，在陽極區(qū)附近產(chǎn)生一定量的氧化性物質(zhì)與細(xì)菌作用，破壞了細(xì)菌正常的生理功能，使細(xì)胞膜過氧化而死亡，從而達(dá)到殺菌目的。

生化聯(lián)合法
物化方法在處理高濃度氨氮廢水時(shí)不會(huì)因?yàn)榘钡獫舛冗^高而受到限制，但是不能將氨氮濃度降到足夠低（如100mg/L以下）。而生物脫氮會(huì)因?yàn)楦邼舛扔坞x氨或者亞硝酸鹽氮而受到抑制。實(shí)際應(yīng)用中采用生化聯(lián)合的方法，在生物處理前先對(duì)含高濃度氨氮的廢水進(jìn)行物化處理。
研究采用吹脫-缺氧-好氧工藝處理含高濃度氨氮垃圾滲濾液。結(jié)果表明，吹脫條件控制在pH=95、吹脫時(shí)間為12h時(shí)，吹脫預(yù)處理可去除廢水中60%以上的氨氮，再經(jīng)缺氧-好氧生物處理后對(duì)氨氮（由1400mg/L降至19.4mg/L）和COD的去除率>90%。
用生物活性炭流化床處理垃圾滲濾液（COD為800～2700mg/L，氨氮為220～800mg/L）。研究結(jié)果表明，在氨氮負(fù)荷0.71kg/(m3•d)時(shí)，硝化去除率可達(dá)90％以上，COD去除率達(dá)70％，BOD全部去除。以石灰絮凝沉淀+空氣吹脫做為預(yù)處理手段提高滲濾液的可生化性，在隨后的好氧生化處理池中加入吸附劑（粉末狀活性炭和沸石），發(fā)現(xiàn)吸附劑在0～5g/L時(shí)COD和氨氮的去除效率均隨吸附劑濃度增加而提高。對(duì)于氨氮的去除效果沸石要優(yōu)于活性炭。
膜-生物反應(yīng)器技術(shù)（MBR）是將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)的廢水生物反應(yīng)器有機(jī)組合形成的一種新型高效的污水處理系統(tǒng)。MBR處理效率高，出水可直接回用，設(shè)備少戰(zhàn)地面積小，剩余污泥量少。其難點(diǎn)在于保持膜有較大的通量和防止膜的滲漏。李紅巖等[15]利用一體化膜生物反應(yīng)器進(jìn)行了高濃度氨氮廢水硝化特性研究。研究結(jié)果表明，當(dāng)原水氨氮濃度為2000mg/L、進(jìn)水氨氦的容積負(fù)荷為2.0kg/(m3•d)時(shí)，氨氮的去除率可達(dá)99％以上，系統(tǒng)比較穩(wěn)定。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥的比硝化速率在半年的時(shí)間內(nèi)基本穩(wěn)定在0.36/d左右。