MBR污水處理一體化系統(tǒng)
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污水整個過程為通過粗格柵的原污水通過污水提升泵提升后，流經格柵或者砂濾器，之后進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉淀池，以上為一級處理，初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設備的出水進入二次沉淀池，二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之后進入污泥消化池，經過脫水和干燥設備后，污泥被后利用。
典型的五種工藝
(1)間歇活性污泥法(SBR)
間歇活性污泥法也稱序批式活性污泥法(SequencingBatchreactor-SBR)，它由個或多個SBR池組成，運行時，廢水分批進入池中，依次經歷5個獨立階段，即進水、反應、沉淀、排水和閑置。進水及排水用水位控制，反應及沉淀用時間控制，一個運行周期的時間依負荷及出水要求而異，一般為4～12h，其中反應占40%，有效池容積為周期內進水量與所需污泥體積之和。比連續(xù)流法反應速度快，處理效率高，耐負荷沖擊的能力強;由于底物濃度高，濃度梯度也大，交替出現缺氧、好氧狀態(tài)，能抑制專性好氧菌的過量繁殖，有利于生物脫氮除磷，又由于泥齡較短，絲狀菌不可能成為優(yōu)勢，因此，污泥不易膨脹;與連續(xù)流方法相比，SBR法流程短、裝置結構簡單，當水量較小時，只需一個間歇反應器，不需要設專門沉淀池和調節(jié)池，不需要污泥回流，運行費用低。
(2)吸附再生(接觸穩(wěn)定)法
這種方式充分利用活性污泥的初期去除能力，在較短的時間里(10～40min)，通過吸附去除廢水中懸浮的和膠態(tài)的有機物，再通過液固分離，廢水即獲得凈化，BOD5可去除85%～90%左右。吸附飽和的活性污泥中，一部分需要回流的，引入再生池進一步氧化分解，恢復其活性;另一部分剩余污泥不經氧化分解即排入污泥處理系統(tǒng)。分別在兩池(吸附池和再生他)或在同一池的兩段進行。它適應負荷沖擊的能力強，還可省去初次沉淀池。主要優(yōu)點是可以大大節(jié)省基建投資，適于處理含懸浮和膠體物質較多的廢水，如制革廢水、焦化廢水等，工藝靈活。但由于吸附時間較短，處理效率不及傳統(tǒng)法的高。
(3)氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式。
氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式。它的平面象跑道，溝槽中設置兩個曝氣轉刷(盤)，也有用表面曝氣機、射流器或提升管式曝氣裝置的。曝氣設備工作時，推動溝液迅速流動，實現供氧和攪拌作用。與普通曝氣法相比，氧化溝具有基建投資省，維護管理容易，處理效果穩(wěn)定，出水水質好，污泥產量少，還有較好的脫N、P作用，適應負荷沖擊能力強等優(yōu)點。
(4)連續(xù)進水周期循環(huán)延時曝氣活性污泥法(ICEAS)
ICEAS反應器前部設有預反應區(qū)(占池容積的10%)。反應池由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，并實現連續(xù)進水，間歇排水。預反應區(qū)一般處在厭氧和缺氧狀態(tài)，有機物在此被活性污泥吸附，該區(qū)還具有生物選擇作用，抑制絲狀菌生長，防止污泥膨脹。被吸附的有機物在主反應區(qū)內被活性污泥氧化分解。反應連續(xù)進水，解決了來水與間歇進水不匹配的矛盾。但該工藝沉淀效果較差、凈化效果變差，易發(fā)生污泥膨脹，污泥負荷較低，反應時間長，設備容積增大，投資較大。
(5)生物脫氮除磷工藝(A/A/O)
污水首先進入厭氧池與回流污泥混合，在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下，廢水中易生物降解的大分子有機物轉化為聚磷菌可以吸收小分子有機物(如VFA)，并以PHB的形式貯存在體內，其所需的能量來自聚磷鏈的分解。隨后，廢水進入缺氧區(qū)，反硝化細菌利用廢水中的有機基質對隨回流混合液帶入的NO3-進行反硝化。廢水進入好氧池時，廢水中有機物的濃度較低，聚磷菌主要是通過分解體內的PHB而獲得能量，供細菌增殖，同時將周圍環(huán)境中的溶解性磷吸收到體內，并以聚磷鏈的形式貯存起來，隨后以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。系統(tǒng)中好氧區(qū)的有機物濃度較低，正有利于該區(qū)中自養(yǎng)硝化菌的生長。厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類的微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能;工藝簡單，水力停留時間較短;SVI一般小于100，不會發(fā)生污泥膨脹;污泥中磷含量高，一般為2.5%以上;厭氧-缺氧池只需輕緩攪拌，使之混合，而以不增加溶解氧為度;沉淀池要避免發(fā)生厭氧-缺氧狀態(tài)，以避免聚磷菌釋放磷而降低出水水質和反硝化產生N2而干擾沉淀;脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中挾帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮除磷效果不可能提高。
物化法主要用于對廢水進行預處理，該方法包括:混凝沉淀法、吸附法、離子交換法、萃取法、擴散滲析法、電滲析法等。
厭氧生物法
廢水的厭氧處理在有機物含量較高時很適用。由于厭氧處理時，污泥產生量少，對營養(yǎng)元素要求低，同時產生的甲烷可作潛在的能源，可消除氣體排放的污染，投資成本一般較低，運行管理費用也大大低于好氧工藝。在制糖工業(yè)廢水處理中得到了廣泛的應用。
好氧生物法
好氧生物法主要有活性污泥法和生物膜法。
序批式活性污泥法，主要構筑物是SBR反應池，在該池中依次完成進水、反應、沉淀、潷水、排泥等過程。該工藝相對于連續(xù)式活性污泥法有處理構筑物少、污泥好氧穩(wěn)定、抗沖擊負荷強、氧利用率高、污泥膨脹的概率低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點。
厭氧—好氧處理工藝
厭氧生物處理法適用于高濃度有機廢水的處理，且具有能耗小、去除負荷高、并可回收沼氣做能源等優(yōu)點，但其出水難以達到排放標準；而好氧生物處理法適用于處理濃度較低的廢水，具有凈化后出水水質好等優(yōu)點。
因此目前在高濃度有機廢水的處理工程中，常集厭氧、好氧處理的優(yōu)點于一身，構成厭氧—好氧組合工藝，即高濃度有機廢水首先經厭氧法處理，出水再經好氧法進行進一步凈化，在實際應用中取得良好效果。
膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池（或潷水器）在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。屬于活性污泥法+膜分離。
載體流動床移動床生物膜反應器（MBBR），其原理是通過向反應器中投加一定數量的懸浮載體，提高反應器中的生物量及生物種類，從而提高反應器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候，與水呈*混合狀態(tài)，另外，每個載體內外均具有不同的生物種類，內部生長一些厭氧菌或兼氧菌，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細小，增加了氧氣的利用率外部為好養(yǎng)菌，這樣每個載體都為一個微型反應器，使硝化反應和反硝化反應同時存在，從而提高了處理效果。
MBBR的核心就是增加填料，*設計的填料在鼓風曝氣的擾動下在反應池中隨水流浮動，帶動附著生長的生物菌群與水體中的污染物和氧氣充分接觸，污染物通過吸附和擴散作用進入生物膜內，被微生物降解。附著生長的微生物可以達到很高的生物量，因此反應池內生物濃度是懸浮生長活性污泥工藝的數倍，降解效率也因此成倍提高。屬于生物膜法。
處理效率方面比較
MBR污水處理一體化系統(tǒng)從有機物的去除方面：
兩種工藝對COD、BOD、氨氮都有較高的去除率。MBR工藝依靠的是其較高的污泥負荷，MBBR工藝依靠的是其填料上的生物膜。
TN、TP去除率：
MBBR工藝對TN去除效果較好，TP去除需要依靠加藥化學除磷MBR工藝對TN的去除需要依靠前端生物法的去除，MBR膜本身對TN并沒有去除效果。對TP去除也需要依靠前端加藥化學除磷。
SS的去除：
MBBR對SS沒有去除效果，需要依靠后端的超濾膜工藝來去除SS；MBR膜能夠較好的去除SS。
成本處理的對比
MBBR工藝中的填料一次投加即可，后續(xù)運行中只需要加強填料上的生物膜管理即可。建設期投入較大，運營維護簡單。
MBR工藝：膜組器使用壽命一般在4-5年，更換周期較短。日常運行管理時需對膜組器進行化學清洗、離線清洗等維護工作，運行管理難度較大。并且費用較高，每年在膜組器的維護及更換費用上平均費用在百萬以上。
生物膜的形成原理(掛膜過程)
生物膜的形成過程是微生物吸附、生長、脫落等綜合作用的動態(tài)過程。
首先，懸浮于液相中的有機污染物及微生物移動并附著在載體表面上;然后，附著在載體上的微生物對有機污染物進行降解，并發(fā)生代謝、生長、繁殖等過程，并逐漸在載體的局部區(qū)域形成薄的生物膜，這層生物膜具有生化活性，又可進一步吸附、分解廢水中有機污染物，直至后形成一層將載體*包裹的成熟的生物膜。
微生物膜的形成通常經歷載體表面改良、可逆附著、不可逆附著、生物膜形成四個階段，具體描述如下：
微生物在載體上的掛膜可分為微生物吸附和固著生長兩個階段。載體加入水體以后，首先進入吸附期。有部分微生物和絲狀物質已經附著在載體表面，附著了較多物質的位置往往是載體的凹處，不容易被水流剪切的地方。此時懸浮液中的微生物大量增長，出現較明顯的一個污泥層。
經過不可逆附著以后，微生物在載體表面獲得一個比較穩(wěn)定的生長環(huán)境，在供氧和底物充足的情況下，吸附在載體上的污泥中的微生物很快就開始生長。
隨著培養(yǎng)馴化時間的增長，在載體表面生長的生物膜也迅速增長，逐漸覆蓋整個載體表面，并開始增厚。但生物膜的生長并不均勻，在載體比較突出的地方，生物膜比較薄，而凹處則會長出相當繁盛的菌落，可見水力剪切對生物膜的生長具有重要的影響。在載體表面附著生長的微生物種類也很繁多，除了累枝蟲、鐘蟲外，還可觀察到絲狀菌、球菌、桿菌等，還有一些游泳性的細菌在活動。隨著載體上附著了越來越多的生物膜，載體的表觀密度逐漸會下降，變得更輕，更容易流態(tài)化，同時在下降區(qū)的載體下降速度有所變慢。
