農(nóng)村污水處理一體化設(shè)備

農(nóng)村污水處理一體化設(shè)備

 人工濕地是20世紀(jì)70年代新興的一種污水處理方式，其利用基質(zhì)、水生植物和微生物之間的相互作用，通過(guò)過(guò)濾、吸附、共沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中有害物質(zhì)的去除，同時(shí)通過(guò)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水的凈化。近年來(lái)，人工濕地以其投資費(fèi)用低，建設(shè)、運(yùn)行成本低，處理過(guò)程能耗低，處理效果穩(wěn)定，景觀效應(yīng)良好等優(yōu)點(diǎn)多被用于改善景觀水體水質(zhì)之中。人工濕地還具有強(qiáng)大的生態(tài)功能，包括生物多樣性保護(hù)、水源凈化及保護(hù)與供給、氣候調(diào)節(jié)、野生資源開(kāi)發(fā)以及生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究等諸多方面。
人工濕地脫氮的機(jī)理及其主要影響因素
脫氮機(jī)理
人工濕地中的氮通過(guò)微生物的氨化、硝化與反硝化作用，植物的吸收，基質(zhì)的吸附、過(guò)濾、沉淀等途徑去除。其中氨化、硝化與反硝化作用是去除氮的主要途徑，其基本條件是濕地中存在大量的氨化菌、硝化菌、反硝化菌和適當(dāng)?shù)臐竦赝寥拉h(huán)境條件。

氨氮可被植物直接攝取，合成植物蛋白質(zhì)與有機(jī)氮后，再通過(guò)植物的收割從濕地系統(tǒng)中除去。濕地植物根毛的輸氧及傳遞特性，使根系周?chē)B續(xù)呈現(xiàn)好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)，相當(dāng)于許多串聯(lián)或并聯(lián)的處理單元，使硝化和反硝化作用可以在濕地系統(tǒng)中同時(shí)進(jìn)行。
基質(zhì)是人工濕地*的組成部分，它為人工濕地中微生物的生長(zhǎng)提供穩(wěn)定的依附表面，為水生植物提供生長(zhǎng)載體和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)，基質(zhì)本身對(duì)污水凈化也有重要的作用。
影響脫氮的主要因素
基質(zhì)
不同基質(zhì)類(lèi)型對(duì)脫氮效果的影響不同。WendongTao等研究發(fā)現(xiàn)，石灰石基質(zhì)和鋪路石對(duì)氨氮和TN的去除效果無(wú)太大差別，但是石灰石基質(zhì)能夠增大亞硝酸鹽的含量，將其最高質(zhì)量濃度從3.6mg/L增加到4.7mg/L，從而更有利于厭氧氨氧化，提高對(duì)氮的去除率。

微孔曝氣管的形式有很多，目前較為常用的有兩種：一種是由粗瓷或剛玉等燒結(jié)而成的普通曝氣管，這種管壁在燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生許多極微小的孔隙，它的主要特點(diǎn)是能產(chǎn)生微小的氣泡，氣泡直徑約0.1～0.2mm，氣、液接觸面積大，氧利用率高，一般可達(dá)到20～25%;其缺點(diǎn)是氣壓損失較大，易堵塞，送入的空氣需經(jīng)¬過(guò)濾處理，易損壞，一旦損壞，氧利用率就開(kāi)始快速下降。另一種是管式膜片微孔曝氣管。

這種曝氣管的安裝方式與前一種基本一樣，但其自身的結(jié)構(gòu)卻有很大的區(qū)別，它是由一個(gè)用ABS或UPVC制成的管子作為布?xì)夤埽鼙谏祥_(kāi)有通風(fēng)孔，布?xì)夤芡庵芨采w著合成橡膠制成的膜片，膜片被金屬卡子固定在管子上。在合成橡膠膜片上用激光等方法打出均勻分布的孔眼。曝氣時(shí)，空氣通過(guò)管壁上的通氣孔進(jìn)入膜片與管壁之間，在壓縮空氣的作用下，使膜片微微鼓起，孔眼張開(kāi)，達(dá)到布?xì)鈹U(kuò)散的目的。停止供氣，氣壓消失后，膜片本身在彈性作用下使孔眼自動(dòng)閉合，由于水壓的作用，膜片壓實(shí)在管壁上。因此，污水不會(huì)倒流而堵塞孔眼。但由于這種膜片的開(kāi)孔直徑直接影響到氧的利用率，因此，開(kāi)孔直徑應(yīng)適當(dāng)。開(kāi)孔直徑過(guò)大，氧的利用率較低，開(kāi)孔直徑過(guò)小，氧利用率高，但阻力增大。橡膠膜片應(yīng)選用耐老化，高強(qiáng)度膠質(zhì)，以免膜片出現(xiàn)撕裂，造成曝氣器損壞。

動(dòng)態(tài)曝氣器
動(dòng)態(tài)曝氣器是一種新型的曝氣器，屬于固定安裝式的微氣泡曝氣器，它由圓罩、旋混筒、旋混圈、套接頭抱箍和配氣管組成。
動(dòng)態(tài)曝氣器采用了“大孔排氣泡布?xì)?rdquo;技術(shù)，將引入曝氣器內(nèi)的空氣分別進(jìn)行正旋和反旋導(dǎo)流，正旋導(dǎo)流為順時(shí)針?lè)较颍葱龑?dǎo)流為逆時(shí)針?lè)较颍蓛蓚€(gè)不同方向旋流作用下，在套筒旋混筒內(nèi)形成一個(gè)瞬間連續(xù)局部反應(yīng)的氣液強(qiáng)化旋混區(qū)。由旋混旋流作用所產(chǎn)生的大量氣泡，再經(jīng)¬圓罩阻擋擴(kuò)散作用之后，均勻密布的向上產(chǎn)生氣泡。總的來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)曝氣器是由大孔雙向旋混、套筒強(qiáng)化旋混和圓罩阻擋擴(kuò)散等各種結(jié)構(gòu)作用，使氣相在液相中碰撞、剪切和分割，從而形成混合性擴(kuò)散。由于動(dòng)態(tài)曝氣器采用了大孔排氣，即使停風(fēng)停壓后，污水倒流進(jìn)曝氣器和配氣管中，也不會(huì)造成排氣孔堵塞，從而從根本上解決了曝氣器堵塞的問(wèn)題，可長(zhǎng)期保持氧利用率不發(fā)生變化。但由于產(chǎn)生氣泡的直徑較大，氧利用率相對(duì)微孔曝氣器要低，一般在15～19%之間。與動(dòng)態(tài)曝氣器的結(jié)構(gòu)和性能類(lèi)似的還有旋混曝氣器。

潮汐流人工濕地是一種新型人工濕地，其運(yùn)行方式包括進(jìn)水-反應(yīng)-排空-閑置4個(gè)階段，在該運(yùn)行模式下周期性的復(fù)氧，能有效促進(jìn)污染物質(zhì)的去除。其原理是利用運(yùn)行過(guò)程中床體飽和浸潤(rùn)面瞬間變化產(chǎn)生的基質(zhì)孔隙水吸力將大氣氧強(qiáng)迫吸入床體，從而提高濕地床的氧傳輸量和氧氣有效利用率，實(shí)現(xiàn)并強(qiáng)化對(duì)污染物質(zhì)的去除。

關(guān)于曝氣生物濾池（BAF）的研究也廣泛地存在于國(guó)內(nèi)外，由于硝化菌的增長(zhǎng)速率較慢以及異養(yǎng)菌與其競(jìng)爭(zhēng)生存空間和溶解氧，因此該工藝也存在著有機(jī)碳嚴(yán)重限制硝化細(xì)菌進(jìn)行生化反應(yīng)的問(wèn)題，另外其曝氣運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高，也限制了其應(yīng)用。
SBR工藝是通過(guò)在時(shí)間上的交替來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程，在流程上只有一個(gè)基本單元，將調(diào)節(jié)池、曝氣池和二沉池的功能集于一體，進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、微生物降解有機(jī)物和固液分離等。其運(yùn)行過(guò)程為：進(jìn)水－曝氣－沉淀－排水－閑置，其運(yùn)行過(guò)程中仍需曝氣，從而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。

研究中采用新型缺氧SBR即ASBR和潮汐流生物濾池即TFBF組合工藝。該組合工藝吸納了潮汐流人工濕地的優(yōu)點(diǎn)，將其運(yùn)用到了生物濾池中，在底部設(shè)置曝氣盤(pán)，以便定時(shí)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行反沖洗，防止其堵塞。同時(shí)，組合工藝運(yùn)行過(guò)程中采用前置ASBR和后置TFBF將硝化和反硝化的功能區(qū)分開(kāi)，在ASBR中實(shí)現(xiàn)缺氧反硝化的同時(shí)消耗掉大部分有機(jī)物，從而使得在后續(xù)的TFBF反應(yīng)器中異養(yǎng)好氧菌與自養(yǎng)硝化菌競(jìng)爭(zhēng)時(shí)競(jìng)爭(zhēng)力下降，實(shí)現(xiàn)好氧硝化。對(duì)TFBF出水回流液進(jìn)入ASBR反應(yīng)器中的比例進(jìn)行改變，從而優(yōu)化出污染物去除率較高的最jia回流比，同時(shí)為了更深入地了解該新型反應(yīng)器的脫氮性能，對(duì)各個(gè)回流比下ASBR和TFBF反應(yīng)器周期內(nèi)污染物變化進(jìn)行了研究。